UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO
Avaliação das propriedades da madeira de Teca (Tectona
grandis L.f ) no Estado de Goiás - Brasil
Dissertação de Mestrado em Engenharia Florestal
Bruna Thayane Scarparo
Orientadores: Dr. José Luís Penetra Cerveira Louzada Dr. Carlos Roberto Sette Junior
III
Este trabalho foi apresentado na Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro (UTAD), como dissertação para a obtenção do grau de Mestre no âmbito do Curso de Mestrado em Engenharia Florestal na referida Universidade.
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“Eu desejo fazer algo grande e maravilhoso, mas devo começar fazendo pequenas coisas como se elas fossem grandes e maravilhosas.”
VII AGRADECIMENTOS
Este espaço eu dedico a todos que deram sua contribuição de forma direta ou indireta para que esta dissertação fosse realizada. A todos eles deixo aqui meu singelo agradecimento.
Ao Professor Doutor José Luís Penetra Cerveira Louzada, pela sua orientação e apoio, disponibilidade, pelo saber que transmitiu, pelas opiniões e críticas, e pela sua colaboração no solucionar de dúvidas e problemas que foram surgindo ao longo da realização deste trabalho.
Um agradecimento especial ao Professor Doutor Carlos Roberto Sette Junior pela orientação, pela execução do trabalho de campo, pela sua cordialidade e simpatia demonstrada, e a incrível atenção e receptividade durante a minha estadia em Goiânia. Também agradeço ao Macksuel Fernandes pelo importante auxílio no laboratório e pela sua amizade. Não poderia deixar de agradecer aos amigos que eu fiz quando lá estive Rhayssa Alessandra, Raíssa Tavares, o Rhaulzinho, Renato, Kellen e a Nauara obrigada por me acolherem de braços abertos.
Aos meus amigos Brasileiros-Portugueses Joanna Damazio, Igor Nora, Daniel Ribeiro, Mafalda Queirós e principalmente ao meu companheiro Henrique Silva e sua Família. É bom saber que temos amigos em quem confiar e pessoas que nos apoiam e que nos acolhem com tanto carinho.
Por último, mais não menos importante, tendo consciência que sozinha nada disto teria sido possível, dirijo um agradecimento especial aos meus Pais, minha Irmã e Cunhado, por serem modelos de coragem, pelo vosso apoio incondicional, incentivo, amizade e paciência demonstrada e total ajuda na superação dos obstáculos que ao longo desta jornada e destes anos foram surgindo. A eles dedico este trabalho!
IX RESUMO
A teca (Tectona grandis L.f), nativa do sudeste asiático, é no presente momento uma das espécies de folhosas mais valiosas, sendo conceituada como uma das melhores do mundo, é considerada uma espécie alternativa/substituta quando comparada com o valor do Mogno (Swietenia macrophylla) ela alcança cinco vezes o valor no mercado internacional. No Brasil, a espécie tem tido grande sucesso devido às condições climáticas favoráveis e a redução no seu ciclo de corte. Há vários estudos sobre a teca no mundo, mas estes no Brasil ainda se encontram muito escassos. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência da variação da idade nas propriedades da madeira da Teca (Tectona grandis L.f). Os povoamentos que serviram de base ao estudo, Inhumas e Cachoeira e estão localizados na Região Sul do Estado de Goiás. Para o estudo foram utilizadas 10 árvores escolhidas aleatoriamente, correspondentes a 5 por local. Para a caracterização do material, efetuaram-se ensaios para a determinação das propriedades físicas (densidade básica, anidra e 12% de humidade, densidade aparente por microdensitometria de raios X, retratibilidade, anisotropia, coeficientes de estabilidade ao ar e humidade da madeira), propriedades anatómicas (comprimento das fibras, largura das fibras e dimensões dos vasos), propriedades mecânicas (módulo de elasticidade-MOE em compressão e flexão e módulo de rotura-MOR em compressão e flexão). O valor da densidade básica foi de 0,445g/cm³. A teca apresentou retração total radial, tangencial e volumétrica de 2,07%, 3,69%, 6,03%, respectivamente, e o coeficiente de anisotropia das retrações foi de 1,85. Na flexão estática, o módulo de elasticidade (MOE)-compressão foi de 8102,6 Mpa e o (MOE)-flexão foi de 7832,55 Mpa. No módulo de rotura (MOR)-compressão foi 30,14 Mpa e o (MOR)-flexão foi de 81,51 Mpa. De modo geral os resultados (anatómicos, físicos e mecânicos) mostraram que as características da madeira jovem de teca plantada no Brasil apresentam grandes aptidões na utilização comercial/produtiva quando comparadas com espécies nativas.
Palavras-chave: Teca, Tectona grandis L.f, Brasil propriedades da madeira, características físicas, características anatómicas e características mecânicas.
XI ABSTRACT
Teak (Tectona grandis L.f), native to Southeast Asia, is at present one of the most valuable hardwood species, being renowned as one of the world's best, is considered an alternative / substitute species when compared with the value of Mahogany (Swietenia macrophylla) since it reaches five times the value on the international market. In Brazil, the species has had great success due to favorable climatic conditions and the reduction in its cutting cycle. There are several studies on the teak in the world, but in Brazil still are very scarce. In this context, this study aims to evaluate the influence of the variation of age in wood properties of Teak (Tectona grandis L.f). The stands that underpinned the study, Inhumas e Cachoeira Dourada have 5 to 12 years and are located in the southern state of Goiás. For the study we used 10 trees randomly chosen, 5 per site. For the characterization of the material were made tests for determining the physical properties (basic, anhydrous, and 12% moisture content density, bulk density by microdensitometry X-ray, shrinkage, anisotropy, coefficients of air stability, and wood moisture content), anatomical properties (fiber length, fiber width and vessels size), mechanical properties (modulus of elasticity in compression MOE and MOR-bending and modulus of rupture in compression and bending). The value of the basic density was 0,445g / cm³. Teak showed total radial shrinkage, tangential and volumetric of 2.07%, 3.69%, 6.03%, respectively, and the anisotropy coefficient of shrinkage was 1.85. In static flexure, the modulus of elasticity (MOE)-compression was 8102.6 MPa and (MOE)-flexion was 7832.55 MPa. In modulus of rupture (MOR)-compression was 30,14 MPa and (MOR)-flexion was 81.5 MPa. In general the results (anatomical, physical and mechanical) have shown that young teak wood characteristics planted in Brazil have large capacities in commercial / productive use when compared to native species.
Keywords: Teak, Tectona grandis L.f, Brazil, wood properties, physical properties, anatomical properties, mechanical properties.
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Índice
AGRADECIMENTOS ... VII RESUMO ... IX ABSTRACT ... XI LISTA DE FIGURAS ... XVII LISTA DE QUADROS ... XIX
1. INTRODUÇÃO ... 1
2. OBJETIVO GERAL ... 5
3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 7
4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 9
4.1. Breve Histórico da Teca ... 9
4.2. Distribuição Geográfica ... 10
4.3. Descrição Botânica ... 11
4.4. Aspectos que influenciam o desenvolvimento da Teca ... 13
4.5. O mercado da madeira de Teca ... 14
5. CARACTERÍSTICAS DA MADEIRA ... 17 5.1. Propriedades Físicas ... 17 5.1.1. Teor de humidade ... 17 5.1.2. Retratibilidade ... 18 5.1.3. Densidade ... 19 5.1.4. Variação da densidade... 20 5.2. Propriedades mecânicas ... 22
5.2.1. Ensaios de Flexão Estática ... 22
5.2.2. Ensaio de compressão paralela às fibras ... 23
5.3. Anatomia ... 23
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5.3.2 Características macroscópicas ... 24
5.4. Densidade ... 26
5.5. Durabilidade Natural ... 26
5.6. Proporção cerne/borne ... 26
5.7. Lenho juvenil e Lenho adulto ... 27
5.8. Influência do espaçamento de plantação ... 28
5.9. Dendrocronologia das árvores de Tectona grandis ... 30
5.10 Microdensitometria ... 31
5.10.1 Delineamento da amostragem ... 31
5.10.2 Método de determinação da densidade a 12% ... 31
5.10.3. Aplicação da técnica densitométrica com raios-x ... 32
6. METODOLOGIA ... 37 6.1. Material e Métodos ... 37 6.2. Descrição do Local ... 37 6.3. Delineamento Experimental ... 38 6.4. Procedimentos de Campo ... 38 6.5. Laboratório ... 40
6.5.1. Dimensões das fibras... 41
6.5.2. Dimensão dos vasos ... 42
6.5.3. Propriedades Mecânicas ... 43
6.5.4. Densidade básica ... 45
6.5.5. Estabilidade dimensional (retratibilidade; anisotropia e humidades) ... 45
6.5.6.Medição da retração ... 47
6.6. Métodos de análise estatística ... 50
6.6.1. Análises de variância ... 50
7. RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 57
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7.1.1. Densidade básica ... 58
7.1.2.Microdensitometria por raios-x ... 61
7.1.3. Retratibilidade ... 64 7.2 Propriedades anatómicas ... 65 7.3. Propriedades mecânicas ... 69 8. CONCLUSÃO ... 73 9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 77 ANEXOS ... 91
ANEXO 1 : Análise de variância Densidade Básica ... 91
ANEXO 2 : Análise de variância Microdensitometria- 2 Locais (Inhumas e Cachoeira Dourada) ... 93
ANEXO 3 : Análise de variância Microdensitometria-Local Cachoeira Dourada 143 ANEXO 4 : Análise de variância Comprimento das Fibras ... 173
ANEXO 5: Análise das dimensões transversais das fibras ... 176
ANEXO 6 : Análise de variância das Caracteristicas dos Vasos ... 183
XVII LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Distribuição da área de ocorrência natural da teca (Tectona grandis L.f). 11 Figura 2: Inflorescência, manual de Cultivo da Teca-Cáceres Brasil. 12 Figura 3: Flor, manual de Cultivo da Teca-Brasil (Fonte: H. KEIDING, 1985) 12
Figura 4: Fruto da teca - aspecto externo. 13
Figura 5: Seção transversal do tronco de madeira de Tectona grandis de 12 anos. 24 Figura 6: Fotomacrografia do cerne periférico da madeira de teca, no plano
transversal,(10x). 25
Figura 7: Mapa do local da área de estudo 38
Figura 8: Esquema da amostragem dos ensaios físicos e anatómicos 39 Figura 9: Esquema de amostragem dos ensaios anatómicos-fisicos-mecânicos 40
Figura 10: Processo de Maceração 42
Figura 11: Utilização do programa de análise de imagem Image Pro Plus. 43 Figura 12: Coeficientes de retração. (CARVALHO, 1996) 46 Figura 13: Variação axial da densidade básica por local 60 Figura 14: Representação da variação radial Dmed obs. em Cachoeira Dourada. 63 Figura 15: Diagrama de retrações do caso de estudo 64
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XIX LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Modelo 1 de análise de variância para as componentes de densidade 53 Quadro 2- Modelo 2 de análise de variância para as componentes da densidade 53 Quadro 3- Modelo 3 de análise de variância utilizado para o estudo das propriedades
anatómicas 54
Quadro 4- Modelo 4 de análise de variância utilizado para o estudo da Densidade
Básica 54
Quadro 5-Modelo 5 de análise de variância utilizado para o estudo das Propriedades
Mecânicas 55
Quadro 6- Caracterização geral de algumas características de qualidade da madeira. 57 Quadro 7 - Análise de variância da média da densidade básica 60 Quadro 8- Resumo das análises de variância das componentes da densidade e do crescimento radial, efetuadas com os dados provenientes dos 2 locais. 61 Quadro 9-Resumo das análises de variância das componentes da densidade e do crescimento radial, efetuados com os dados das árvores de Cachoeira Dourada. 62 Quadro 10-Valores médio desvio padrão, coeficiente variação, valores mínimos e máximos das retrações totais e sua anisotropia. 64 Quadro 11-Características anatómicas da madeira de Tectona grandis L.f. 66 Quadro12-Resumo das análises de variância das características anatómicas do
comprimento das fibras 67
Quadro 13-Resumo das análises de variância das características dos vasos (n°
vasos/mm2) 68
Quadro 14- Resultados dos ensaios de compressão paralela à fibra e flexão. 69 Quadro 15-Resumo das análises de variância das propriedades mecânicas. 70
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1 1. INTRODUÇÃO
As florestas naturais de teca representam uma área relativamente limitada e de baixa participação na produção de madeira (NAIR e SOUVANNAVONG, 2000). Entretanto, somente a partir da proibição da exploração das florestas nativas dos principais fornecedores, como a Índia em 1986 e Laos e Tailândia em 1989, os povoamentos artificiais de teca alcançaram destaque como importante fonte de madeira e com potencial para abastecer o mercado mundial (KRISHNAPILLAY, 2000; PANDEY e BROWN, 2000), principalmente nos trópicos, devido ao maior potencial de crescimento e produtividade (VAIDES et al., 2005).
A cada ano que passa o setor florestal brasileiro destaca-se na participação no cenário mundial. Este acontecimento está relacionado com as condições edafoclimáticas propícias ao desenvolvimento de espécies lenhosas com alto potencial produtivo, sendo elas nativas ou exóticas.
Durante décadas foram introduzidas no Brasil diversas variedades de espécies através de programas de reflorestamento, tendo como fato notório a década de 1960 onde se disponibilizaram incentivos fiscais por parte do governo, que, por conseguinte promoveu a plantação de vastas áreas com espécies de crescimento rápido.
Surge então, a teca, como espécie de crescimento rápido. A teca (Tectona grandis) é uma espécie arbórea da família Verbenaceae. Essa espécie ocorre naturalmente no centro e sul da Índia, em Myanmar, no norte da Tailândia e em Laos. A teca ainda foi introduzida em muitos países do sudeste asiático e alguns da África e das Américas.
No sudeste asiático, a teca leva de sessenta a oitenta anos para atingir dimensões de corte, enquanto no Brasil, o seu ciclo de corte é de vinte cinco anos, aos cinco anos ocorre o primeiro desbaste podendo nesta altura ser comercializada (REFLORA, 2008). Segundo (DRESCHER, 2004) esta espécie surge ainda como uma opção substituta de outras espécies de elevada rentabilidade, como o Mogno (Swetenia macrophylla G. King) e a Cerejeira (Torresia acreana Ducke), propondo excelentes perspectivas aos madeireiros, oferecendo segurança na reposição florestal por ser vigorosa e de resultados comprovados e, ao mesmo tempo, apresentando-se como uma alternativa para a possibilidade de abastecimento sustentável da indústria de base florestal.
2 No Brasil, as plantações de teca iniciaram-se no final da década de sessenta, implantados pela empresa Cáceres Florestal S.A., na região do Município de Cáceres, Mato Grosso (TSUKAMOTO FILHO et al., 2003, citado por RONDON, 2006), com o objetivo de diminuir a pressão sobre as espécies nativas, apresentando ótimos resultados de crescimento. TSUKAMOTO FILHO et al. (2003) afirmam que apesar desse potencial em 2003, os reflorestamentos de teca no Mato Grosso ainda não ultrapassavam 20.000 ha e também são poucas as empresas que estão investindo nas plantações florestais desta espécie, nesse Estado e no Brasil.
Na sua área de origem a densidade média da madeira de teca é 0,65g/cm³ e, apesar de ser leve, apresenta boa resistência à tração e flexão (semelhante ao mogno brasileiro), sendo estável, praticamente não empena e se contrai muito pouco durante a secagem. Para além destas características, a durabilidade é outra característica marcante desta espécie. De acordo com ANGELI, (2008), a durabilidade do cerne deve-se a tectoquinona, um preservante natural contido nas células da madeira. Talvez seja esse o motivo de haver tão poucos registos nos países onde a teca é cultivada, de ataques de pragas que possam comprometer os povoamentos.
O principal produto desta espécie é a madeira de alta qualidade, muito utilizada em móveis de luxo e na construção naval (FIGUEIREDO et al., 2005). A teca é considerada uma alternativa às espécies de alto valor económico, como a Swietenia macrophylla G. King e a Torresea acreana Ducke, para o abastecimento sustentável das indústrias de base florestal (CALDEIRA et al., 2000; DRESCHER, 2004). Além da possibilidade de comercialização de produtos desde os primeiros desbastes (GONZÁLEZ, 2004), também existe o potencial para o mercado de sequestro de carbono (ENTERS, 2000), o que torna a teca um investimento lucrativo aos seus produtores (ÂNGELO et al., 2009).
O interesse na espécie, como alternativa aos plantios florestais tradicionais no Brasil, vem crescendo ultimamente (SCHUHLI e PALUDZYSZYN FILHO, 2010), principalmente no estado de Mato Grosso, onde demonstra alta perspectiva de retorno de investimentos nos plantios intensivos (SHIMIZU et al., 2007).
No entanto, apesar de diversos estudos sobre a teca no mundo, estes ainda são escassos nos trópicos e muito reduzidos no Brasil (TONINI et al., 2009), sendo que em 2007 o estado de Mato Grosso já apresentava 48.562 ha plantados com a espécie (SHIMIZU et al., 2007).O aumento da procura de teca é previsto, de acordo com análises de mercado, devido à melhoria no padrão de vida nos países em desenvolvimento, juntamente com a diminuição da oferta de
3 outras madeiras tropicais que ocorrem em áreas naturais e a conscientização ambiental dos consumidores, evidenciando o caráter das plantações de teca de se tornarem investimentos altamente rentáveis. Estima-se que a área plantada com teca no mundo exceda três milhões de hectares (CENTENO, 2001).
Diversos autores ressaltam a importância da Teca, sendo presentemente uma das madeiras de folhosas mais valorizada no mundo, o que justifica, ainda mais, o elevado valor e diversidade de aplicações de sua madeira, em que suas propriedades físico-mecânicas são as mais desejáveis: alta durabilidade, estabilidade e resistência, aliadas a facilidade para corte, maquinação e laminação. O somatório dessas características e a busca de novas alternativas florestais atrativas estimularam a introdução da Teca.
5 2. OBJETIVO GERAL
O presente estudo tem como objetivo geral determinar as propriedades da madeira de Tectona grandis com idades entre os 5 e os 12 anos provenientes da região sul do estado de Goiás-Brasil, e compará-las com a madeira de outras regiões e outras madeiras nativas do Brasil para avaliar seu potencial de utilização.
7 3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
A determinação das propriedades da madeira de Tectona grandis tem os seguintes objetivos específicos:
Descrever as propriedades anatómicas, sendo elas: (Comprimento das fibras, Largura das Fibras, Dimensões dos Vasos).
Determinar as propriedades físicas e mecânicas Dentro das propriedades físicas serão analisadas:
Densidade aparente por microdensitometria de raios X; Retrações totais (tangencial, radial e axial);
Coeficiente de retração (tangencial, radial e axial); Anisotropia das retrações;
Coeficientes de estabilidade ao ar (tangencial e radial); Diferenciais de secagem (tangencial e radial);
Humidade da madeira: Saturação máxima, saturação das fibras e equilíbrio; Densidade: Anidra, básica, 12% de humidade.
Dentro das propriedades mecânicas serão analisadas:
Módulo de elasticidade (MOE) em compressão e flexão; Módulo de Rotura (MOR) em compressão e flexão.
9 4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
4.1. Breve Histórico da Teca
A Teca, assim como o Cedro Líbano, é uma das mais antigas madeiras comercializadas no mundo. Especula-se que, desde 4.000 a.C, essas espécies já eram utilizadas no comércio mundial. O nome Tectona é originário da palavra portuguesa teca que é derivado do grego “tekton”, significando carpinteiro. Grandis, em Latim, possui o significado de grande, nobre. Relaciona-se, portanto, com as qualidades da madeira de teca, que é muito apreciada pelos carpinteiros e marceneiros. Assim sendo, surgiu o nome literal dessa espécie: Tectona grandis Linn F., cuja tradução significa: “o maior orgulho dos carpinteiros” (TEWARI,1999).
As boas propriedades da Teca são conhecidas desde a Antiguidade. Registos do século IV a.C. fazem referência à exportação de grandes volumes de troncos da espécie, da Índia para o Iémen, para serem utilizadas na construção de palácios, embarcações e templos. Os portugueses passaram a utilizá-la na construção de suas embarcações logo após chegarem à Índia, pois constataram que o casco de suas naus, produzidos com madeiras europeias, não resistiam ao ataque do teredo e de outras brocas marinhas, onde afundava em curto espaço de tempo quando navegavam por águas tropicais. Os estoques naturais de Teca da Índia e da Tailândia foram explorados à exaustão de tal forma que hoje esses países importam o produto. Myanmar ainda dispõe de reservas naturais. No entanto, o ritmo de sua exploração é bem maior do que a reposição, comprometendo o abastecimento. No século XVIII, preocupados em garantir a disponibilidade de Teca para suas armadas, ingleses e holandeses passaram a desenvolver a plantação em suas colónias, especialmente na Índia e na Indonésia. Porém, desde a independência, a área plantada de Teca caiu consideravelmente nestes países. Como o consumo cresceu, reduziram-se as disponibilidades para exportação. A Índia tornou-se o maior importador de Teca do planeta e a Indonésia assiste impávida à acelerada exaustão das extensas plantações de Teca legadas pelos colonizadores holandeses.
A origem do material biológico de teca introduzido no Brasil ainda é desconhecida. Somente têm-se registo de ser proveniente da Índia e que foi utilizada em plantações de teca realizadas no Jardim Botânico do Rio de Janeiro e no Horto Florestal de Rio Claro (MATRICARDI, 1989). De acordo com informações obtidas pela empresa PROTECA, em 1971, a empresa Cáceres Florestal S.A. plantou seus primeiros 4,8 hectares de teca com
10 sementes obtidas numa pequena plantação da Fazenda Morgante em Araraquara, SP, pertencente à empresa Tamoio. Entre 1972 e 1975, foram plantados mais 91,3 hectares a partir de sementes importadas da ilha de Trinidad (América Central). Trinidad, por sua vez, chegou a ter aproximadamente 9.000 hectares de teca plantados pelos colonizadores ingleses, sendo que a principal procedência utilizada na introdução da teca em Trinidad foi Tenasserim, uma cidade portuária de Myanmar que não possui ocorrência natural de teca (WHITE, 1991). Com isso, a origem exata das sementes de Trinidad ou de Cáceres é desconhecida.
4.2. Distribuição Geográfica
A teca é originária da Birmânia, Índia, oeste da Tailândia, Laos e Indonésia. Também é encontrada ao sul da linha do Equador, em Java e em algumas pequenas ilhas do Arquipélago Indonésio (MAHAPHOL, 1954; STREETS, 1962).
A área de ocorrência natural da teca como se pode ver na Figura 1 situa-se entre 10º e 25º N no subcontinente Índico e no Sudeste Asiático (MAHAPHOL, 1954; STREETS, 1962; LAMPRECHT, 1990). Conforme BALL et al. (2000), citado por PÉREZ (2005), entre os anos de 1913 a 1929 devem ter ocorrido as primeiras plantações de teca em Honduras, Panamá e Costa Rica. Embora alguma literatura indique que a ocorrência natural é a Indonésia, KASOA-ARD (1980) menciona que ela foi introduzida nesse país há mais de 400 anos. Uma descrição detalhada da ocorrência natural de teca no mundo é encontrada em WHITE (1991).
Nos trópicos, podem-se encontrar povoamentos de teca, por exemplo, nos Camarões, Zaire, Nigéria, Trindade, Honduras e no Brasil, onde as primeiras experiências de plantações de teca se iniciaram na década de 1960 no Estado do Mato Grosso (ANGELI, 2003; OLIVEIRA, 2003), implantados pela empresa Cáceres Florestal S.A. na região do município de Cáceres, onde as condições climáticas são semelhantes às dos países de origem da espécie (MATRICARDI, 1989). Além das condições favoráveis, o solo de melhor fertilidade e tratamentos silviculturais mais adequados e intensos contribuíram para reduzir o ciclo de produção de 60 anos, na região de origem da teca (UGALDE; PÉREZ, 2001), para apenas 25 anos, na região de Cáceres-MT (IPEF, 2003).
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Figura 1: Distribuição da área de ocorrência natural da teca (Tectona grandis L.f). (Fonte: GRADUAL et al.,1999)
4.3.Descrição Botânica
A teca (Tectona grandis L.f.) é uma espécie arbórea decídua de floresta tropical, pertencente à família Verbenaceae (PANDEY e BROWN, 1999). Esta espécie na sua região de origem pode desenvolver indivíduos de até 60 metros de altura, dotados ou não de raízes tabulares (KRISHNAPILLAY, 1999).
As folhas da teca são opostas, elípticas, coriáceas e ásperas no tato, dotadas de pecíolos curtos ou ausentes e ápice e base agudos. Nos indivíduos adultos, as folhas em média possuem 30 a 40 cm de comprimento por 25 cm de largura. No entanto, nos indivíduos mais jovens como está patente na Figura 2 (até três anos de idade), as folhas podem atingir o dobro dessas dimensões (ANGELI e STAPE, 2007). In situ pode-se verificar que as folhas de teca liberam substâncias de coloração avermelhada e em função de sua grande área foliar, pode haver uma ampla quantidade de corante a ser libertada.
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Figura 2: Inflorescência, manual de Cultivo da Teca-Cáceres Brasil. (Fonte: H. KEIDING, 1985)
Nativos de Timor Leste usavam a folha da teca para a extração de corante, para tingimento de vestes e utensílios, desde os tempos antes de Cristo (SACCHETI, 2008).
Como podemos ver na (Figura 3) a flor da teca é bastante peculiar, porém dado seu tamanho bastante reduzido é a folha que mais sobressai nesta planta.
Figura 3: Flor, manual de Cultivo da Teca-Brasil (Fonte: H. KEIDING, 1985)
Como se pode ver na Figura 4 os seus frutos consistem de drupas sub-globosas de mais ou menos 1,2 cm de diâmetro, envolvidas por uma compacta e densa cobertura de feltro marrom. Cada fruto possui no seu interior 1 a 4 sementes. Este conjunto está incluso num invólucro vesicular de consistência membranosa (SCHUBERT, 1974).
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Figura 4: Fruto da teca - aspecto externo. (Fonte: H. KEIDING, 1985)
No tronco das árvores de teca, o cerne é castanho-amarelo-dourado, contrastando com o borne amarelado ou esbranquiçado, geralmente delgado. Apresenta anéis de crescimento nítidos e diferenciados nos cortes transversais (HIGUCHI, 1979 e CARDOSO, 1991). Num ambiente estabilizado a 12% de humidade a madeira de teca possui um peso específico aproximado de 0,626 g/cm³, sendo o lenho oleoso ao tato, possuindo textura grosseira e grão reto (IBDF, 1984).
4.4. Aspectos que influenciam o desenvolvimento da Teca
A área de ocorrência natural da teca restringe-se a regiões com clima de monção (LAMPRECHT, 1990). Entretanto, o seu crescimento varia de acordo com as condições edáficas e climáticas locais, principalmente a precipitação, humidade relativa e temperatura (SINHA et al., 2011).
Geralmente, os maiores crescimentos nos povoamentos de teca são observados em solos profundos, de fertilidade mediana, com pH maior que 5,5, apresentando baixo teor de alumínio e com o teor de cálcio variando entre 4 e 5 ppm. Os solos ainda devem ser bem drenados e arejados, pois a teca é muito sensível à deficiência de oxigénio. A presença de fósforo no solo é muito importante na fase de viveiro, principalmente por favorecer o desenvolvimento do sistema radicular, aumentar o vigor das plantas e antecipar o tempo de sua formação (RONDON NETO et al., 1998).
Segundo Wadsworth (1997) o clima ideal é onde a precipitação média anual está entre 1250 a 2500 mm. Kaosa-Ard (1983) conclui que, para produzir madeira de boa qualidade, a teca requer um período marcadamente seco de 3 a 5 meses, com uma precipitação inferior a
14 50 mm/mês (VEIT, 1996). Já FIGUEIREDO (2005) cita que a Tectona grandis L.f, se desenvolve em em regiões onde a precipitação anual se situa entre 1.250 e 3.750 mm.
Segundo Tropical Flora (2008) o clima mais indicado é o tropical húmido, com verão chuvoso e inverno seco, com precipitações anuais entre 500 e 5.000 mm e temperaturas entre mínima de 2º C e máxima de 48ºC. No entanto Veit (1996) descreve que a temperatura média anual deve ser superior a 22ºC, com temperatura mínima de 13ºC e máxima de 43ºC. Relativamente à altitude, FIGUEIREDO (2005) refere que a teca prefere locais com altitudes inferiores a 900 m.
É uma espécie de rápido crescimento (quando comparada a algumas nativas), com crescimento médio anual variável segundo as condições ambientais, sendo, em média de 9 a 10 metros cúbicos por hectare/ano, e com rotação entre 50 e 150 anos nas plantações comerciais (SALAZAR e ALBERTIN, 1974). No Brasil o seu crescimento é maior, atingindo anualmente 24 metros cúbicos por hectares, na região de Cáceres-MT, com ciclo de corte de 30 anos (SHIMIZU et al.,2007). Com base nestes valores, emana o consenso de que se trata de uma espécie de potencial e de retorno financeiro aos investidores.
Todavia, as espécies florestais de rápido crescimento exigem um planeamento intensivo, por meio de intervenções silviculturais, para obter alta produtividade e madeira de qualidade (PÉREZ e KANNINEN, 2005). No caso da teca, a aplicação de desbastes é imprescindível para promover maior produtividade e qualidade das árvores (GARCIA, 2006), visto que é uma espécie exigente em luz (UPADHYAY et al., 2005) e a competição intraespecífica, pelo contato entre as copas, diminui a luz lateral individual (CALDEIRA e OLIVEIRA, 2008).
4.5. O mercado da madeira de Teca
Os maiores produtores mundiais de teca são a Indonésia, Myanmar e Sri Lanka, e os maiores importadores são a Alemanha, Arábia Saudita, Austrália, Dinamarca, Emirados Árabes, EUA, Japão, Holanda, Itália e Reino Unido. Como centros de manufatura e reexportação da teca de Myanmar se destacam Hong Kong e Singapura. Países como a Índia e Tailândia além de produzir, passaram a importar madeira de teca para garantir o abastecimento interno (SEMENTES CAIÇARA, 2010).
15 De acordo com esta mesma fonte, o Brasil possui um mercado com grande potencial de consumo, assim como de produção, além de possuir áreas adequadas para plantação de teca e uma floresta tropical para preservar.
Atualmente, o mercado brasileiro é visto como um consumidor em potencial da madeira de teca, assim como produtor. A plantação de teca no país estende-se aos Estados do Acre, Amapá, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Pará, Paraná, Rondônia, São Paulo, e Tocantins. Dentre esses Estados, o Estado de Mato Grosso destaca-se como o maior detentor de florestas plantadas de teca no Brasil (cerca de 90% da área total plantada no país) com aproximadamente 50 mil hectares plantados. A introdução da teca nesse estado começou em meados da década de 70, tendo como objetivo principal a diminuição da pressão sobre as espécies nativas. Os resultados iniciais de crescimento da espécie na região estimularam a ampliação das florestas de teca (MATRICARDI, 1989).
O aumento da procura de teca é previsto, de acordo com análises de mercado, devido à melhoria no padrão de vida nos países em desenvolvimento, juntamente com a diminuição da oferta de outras madeiras tropicais que ocorrem em áreas naturais e a conscientização ambiental dos consumidores, evidenciando o caráter das plantações de teca de se tornarem investimentos altamente rentáveis. Por estes motivos estima-se que a área plantada com teca no mundo exceda três milhões de hectares (CENTENO, 2001).
Segundo a EUCATECA (2010), empresa que produz e comercializa plantas de teca, o preço Free On Board – FOB do metro cúbico de madeira de teca comercial varia de US$ 400,00 a US$ 3.000,00, dependendo da qualidade de madeira, ou seja, com ou sem nós, para além das dimensões dos toros. Segundo a empresa, a produção mundial é de aproximadamente três milhões de m³ por ano, com a maior parcela consumida pelo mercado interno dos países produtores, enquanto que por sua vez o mercado internacional consome cerca de 500 mil m³.
ANGELO et al., (2009) sugere que a teca é um investimento lucrativo aos produtores, em que a maturidade financeira ocorre entre 14 e 20 anos, dependendo da taxa de juros e do critério económico empregue na análise. O valor da floresta varia de US$ 4.973,09 a US$14.059,45 por hectare na idade de 25 anos, dependendo da taxa de remuneração do capital desejada pelo investidor. Segundo TSUKAMOTO Fo. et al., (2003) a produção mundial de madeira de teca é estimada em 3 milhões de m³/ano, o que é extremamente baixa face a procura atual dessa espécie no mercado exterior .
17 5. CARACTERÍSTICAS DA MADEIRA
5.1. Propriedades Físicas
5.1.1. Teor de humidade
A determinação do teor de humidade e de sua variação no tronco das árvores ou das peças de madeira é de extrema importância no seu desempenho e utilização. Os elevados gradientes de humidade da madeira constituem uma das causas de defeitos de secagem, nomeadamente os caracterizados por empenamentos e fendilhamentos. As informações relativas à distribuição da humidade no interior da madeira são de grande importância na identificação das peças relativamente a teores de humidade mais uniformes, de modo a facilitar a secagem tanto no que diz respeito à minimização de defeitos, como à obtenção de menor variabilidade em torno do teor de humidade médio pretendido (OLIVEIRA et al., 2005).
Fazendo parte integrante da constituição química da matéria prima lenhosa, existe sempre na madeira a chamada água de constituição. Na realidade, ela não é verdadeiramente água até à ocorrência de combustão. Só então, por quebra das ligações entre o oxigénio e hidrogénio de dois grupos hidróxilo é que se forma uma molécula de água (STAMM, 1964). Além desta água de constituição que não entra na contabilização da humidade da madeira, existe também a chamada água de embebição que está presente nas paredes celulares e está ligada à madeira através de ligações químicas, que, sob a forma líquida ou vapor de água, se encontra nos lúmenes das células, sendo intitulada água livre. Partindo pela água de embebição, podemos dizer que ela é basicamente ocasionada pelos grupos hidróxilos (OH) que existem na estrutura, particularmente na celulose e hemiceluloses que constituem a parede celular. São estes radicais que atraem e retêm as moléculas de água através de pontes de hidrogénio (SKAAR, 1972; GALVÃO et al., 1985).
O teor de humidade referente ao estado em que, teoricamente, apenas as paredes celulares estão saturadas de água e os lumes e os espaços intercelulares estão sem água é denominado ponto de saturação das fibras (PSF). Abaixo do PSF ocorrem alterações significativas não só das dimensões das peças de madeira, como na resistência mecânica, nas propriedades físicas e nas propriedades elétricas da madeira (GALVÃO e JANKOWSKY, 1988; SKAAR, 1988; SIMPSON, 1991; HAYGREEN e BOWYER, 1996; SANTINI, 1996).
18 SIMPSON (1991) afirma que o PSF para as espécies em geral situa-se em torno de 30%. KOLLMANN e CÔTE JR. (1968) citam que o PSF varia desde 22 a 24% para as coníferas com alto teor de resina e para as folhosas com cerne distinto e porosidade em anel; de até 32 a 35% para as folhosas com porosidade difusa, cerne indistinto, borne com porosidade em anel, e para as folhosas com cerne distinto e porosidade em anel semicircular.
Importante também salientar os aspectos referentes à secagem de peças de madeira, procedimento este que envolve o conhecimento da relação água-madeira. Por exemplo, seguindo tendência mundial, o novo texto da Norma Brasileira para o Projeto de Estruturas de Madeira (ABNT NBR 7190:97) definiu uma humidade de referência para reportar resultados de resistência e rigidez da madeira. Assim, na caracterização usual de propriedades, os valores devem ser corrigidos para a humidade padrão de 12% por meio de uma expressão teórica de correção (GONÇÁLVES e COSTA, 2004).
5.1.2. Retratibilidade
A variação dimensional da madeira é, em razão da dessorção (perda) e a da adsorção de água (ganho), conhecida como retratibilidade e constitui uma das propriedades mais importantes, devido ao fato de afetar, notavelmente, seu emprego industrial em várias formas de utilização.
O aumento de volume ou inchamento da madeira deve-se, principalmente, à inclusão de moléculas de água nos espaços submicroscópicos localizados entre as microfibrilas, e à entrada de moléculas de água para as cadeias de celulose e hemicelulose através do estabelecimento de ligações químicas da água com os grupos OH destes polímeros (celulose e hemicelulose), tendo como consequência o seu afastamento. De idêntica forma, porém em sentido contrário, a redução do volume de uma peça explica-se pela saída de moléculas de água dos espaços mencionados, ocasionando a aproximação das microfibrilas e, consequentemente, a retração da madeira (DURLO e MARCHIORI, 1992).
SKAAR (1972) comprovou que, ao nível microscópico, o comportamento da madeira depende da largura dos anéis, da proporção do lenho inicial e final, da orientação das fibras e dos raios ao nível submicroscópico, e da inclinação das microfibrilas sendo esta considerada a principal responsável pelo comportamento da madeira.
Segundo DURLO e MARCHIORI (1992), o mais importante índice para se avaliar a estabilidade dimensional da madeira é o coeficiente ou fator anisotrópico, definido pela relação entre as contrações tangencial e radial (T/R). Tal relação frequentemente explica as
19 deformações da madeira que ocorrem durante a secagem. Asseguram também que as variações dimensionais e a sua anisotropia são características indesejáveis da madeira, limitando o seu uso para diversas finalidades, exigindo, por isso, técnicas especificas de processamento e utilização.
DURLO e MARCHIORI (1992) determinaram a seguinte classificação da madeira em função dos seus coeficientes de anisotropia:
1,2 a 1,5- considerada excelente, ocorrendo em madeiras como cedro, sucupira, mogno, balsa, entre outras espécies;
1,5 a 2,0 - considerada normal, ocorrendo em madeiras como ipê, pinus, peroba, rosa, teca, entre outras espécies;
Acima de 2,0- considerada como ruim, que poderá ocorrer em madeiras de araucária, imbuia, álamo, jatobá, entre outras espécies.
Todavia, ROCHA (2000) contrapõe ao dizer que o fator anisotrópico, tomado de forma isolada, não caracteriza uma madeira como sendo estável, causando, ao contrário, uma falsa sensação de estabilidade. Coeficientes de anisotropia de contração baixos, oriundos de contrações tangencial e radial elevadas, revelam uma madeira com alta instabilidade dimensional.
5.1.3. Densidade
O conhecimento densidade da madeira é de grande importância para a avaliação de suas características, a fim de prognosticar seu comportamento em diferentes utilizações (PAES et al., 1995).
A densidade constitui uma das propriedades físicas mais importantes da madeira, pois dela dependem a maior parte de suas propriedades físicas e tecnológicas, servindo na prática como uma referência para a classificação da madeira. É comprovado que a correta utilização de um material está associada às suas características.
Segundo TSOUMIS (1991), a densidade é uma medida da quantidade de material de parede celular, presente em certo volume, e é também uma indicadora do volume de espaços vazios na madeira.
Para CARDOSO et al., (2002), a densidade é um parâmetro de máxima importância entre as propriedades físicas da madeira. A densidade básica é a quantidade pela relação entre massa seca e o volume saturado. É uma característica bastante complexa, resultante da combinação de diversos fatores, tais como anatômicos, físicos e químicos. Em algumas
20 espécies, a densidade tende a ser decrescente da base para o topo; em outras, tende a ser crescente a partir do nível do DAP, podendo, ainda, em outras espécies, apresentar valores alternados, com tendência crescente ou decrescente (BARRICHELO et al., 1983).
De acordo com KOLMANN e CÔTÉ (1968) as variações da densidade devem-se às diferenças na estrutura anatómica da madeira e na quantidade de substâncias extrativas presentes por unidade de volume, em função, sobretudo, da idade da árvore, genótipo, qualidade do local, clima, localização geográfica e práticas silviculturais. A estrutura da madeira à qual se referem os autores está relacionada com a espessura da parede celular, tamanho e proporção dos diferentes tipos de células (fibras, traqueídos, vasos, canais de resina e parênquima).
BENDTESEN e SENFT (1986) defendem que a densidade pode ser explicada pelas diferenças anatómicas, devido às mudanças que ocorrem no lenho juvenil/adulto, que são mais acentuadas nas coníferas que nas folhosas.
Cada espécie apresenta diferentes características, sendo necessário verificar de diversos fatores que atuam intrinsecamente na qualidade de uso dessas espécies. Para vários autores, entre eles KOLLMANN (1959), PANSHIN e DE ZEEUW (1980) e VITAL (1984), a densidade é uma das principais características para se qualificar a madeira. Para Oliveira (1991), uma maior densidade corresponde quase sempre uma maior resistência mecânica, embora com maiores retratibilidades. Desta forma, há um alto grau de correlação entre a densidade e as propriedades mecânicas da madeira, bem como em relação ao seu poder calorífico.
OLIVEIRA et al., (1990) e LIMA et al., (2000) asseguram que a densidade é uma boa indicadora de qualidade de madeira, em função das várias correlações com outras propriedades; entretanto, ela não indica, de forma direta e conclusiva, valores das propriedades mecânicas, dimensões de fibras, poder calorífico, composição química ou existência de defeitos internos.
5.1.4. Variação da densidade
Segundo KOLLMANN e CÔTÉ (1968), a densidade da madeira pode ser alterada em função das características da própria espécie, bem como das influências externas, assim como das variações ambientais e intervenções silviculturais. As causas da alteração desse parâmetro tecnológico podem ser indiretas, ou melhor, podem ocorrer pela modificação de outras
21 características da própria madeira, em detrimento da espécie ou, então, pela influência do meio ambiente em que ela se desenvolve.
Conforme BODIG e JAYNE (1982) podem ocorrer, ainda, variações significativas na densidade da madeira, principalmente entre géneros, espécies do mesmo género e, até mesmo, entre diferentes partes da mesma árvore.
Para PANSHIN e DE ZEEUW (1980) e LIMA et al. (2000), a densidade aumenta muito rapidamente durante o período juvenil, cresce mais lentamente numa fase intermediária da idade, até se tornar mais ou menos constante na fase da maturidade da árvore. As variações da densidade dependem das mudanças na proporção dos vasos e das espessuras das paredes celulares das fibras. O crescimento da densidade pode ser o resultado do aumento da espessura da parede celular das fibras ou de um aumento na proporção das fibras em relação, por exemplo, à proporção de vasos. De maneira inversa, um aumento na proporção de vasos, com ou sem decréscimo na espessura da parede celular, leva à redução na densidade. Segundo PANSHIN e DE ZEEUW (1980), os efeitos são interativos e difíceis de ser avaliados isoladamente.
5.1.4.1 Variação radial
As propriedades físicas e mecânicas variam normalmente mais acentuadamente no sentido medula-casca, do que no sentido da base para o topo das árvores, mostrando que é importante o conhecimento das variações radiais da qualidade de madeira (CRUZ et al., 2003). De acordo com MALAN (1995), ocorre uma grande variação das propriedades das madeiras no sentido medula-casca, cuja extensão é determinada, principalmente, pela presença de madeira juvenil e a sua proporção no tronco das árvores.
Segundo PANSHIN e DE ZEEUW (1980) no que se refere à variação radial, uma classificação geral pode ser feita, dentro de quatro tipos: (1) a densidade da madeira aumenta da medula para a casca; (2) a densidade da madeira é alta na medula, decresce após os primeiros anos e aumenta em direção à casca; (3) a densidade aumenta próximo à medula, permanecendo a seguir mais ou menos constante, podendo algumas vezes descrescer nas ultimas porções formadas próximo à casca; e (4) a densidade da madeira diminui da medula para a casca.
Conforme ZOBEL e VAN BUIJTENEN (1989), pensa-se que grande parte da variação da densidade entre os anéis de crescimento deve-se ao fato da variação radial da densidade de lenho inicial e final, consideradas separadamente, não ser idêntico, e
22 nomeadamente da proporção de lenho inicial e final presentes nos diferentes anéis. No entanto, é preciso ter presente que, quer a largura do anel, quer a proporção de lenho inicial em relação à de lenho final são condicionadas por fatores externos à própria árvore, como por exemplo, o clima, que influenciam a estrutura anatómica da própria.
5.1.4.2 Variação axial
Segundo PANSHIN e DE ZEEUW têm sido identificados 3 modelos de variação de densidade da madeira com a altura no tronco das árvores (variação axial) : 1- Decréscimo uniforme com o aumento da altura no tronco; 2- Decréscimo nos níveis inferiores, a que se segue, acréscimo regular nos níveis superiores do tronco; 3- Acréscimo da base para o topo, mas segundo o modelo 1 da variação não uniforme. O primeiro modelo tem sido referido para as resinosas, enquanto que o terceiro é quase exclusivo das folhosas.
5.2. Propriedades mecânicas
Segundo dados do FOREST PRODUCTS LABORATORY (1974) e de KOLLMANN e CÔTÉ (1968), as propriedades mecânicas da madeira são fortemente influenciadas por fatores diversos, tais como a idade da árvore, a fio da madeira, o teor de humidade, a temperatura, os constituintes químicos, a densidade, a constituição anatómica, a duração da tensão e da deformação, a presença de nós e a ocorrência de outros defeitos. Para a caracterização mecânica dos materiais, é usual proceder-se a realização de ensaios de flexão e ensaios de compressão.
5.2.1. Ensaios de Flexão Estática
Este ensaio consiste em apoiar o provete em dois pontos distanciados de um comprimento (L) e aplicar lentamente uma força de flexão (F) no centro da distância entre os dois pontos. Durante o ensaio a força (F) é aumentada gradativa e constantemente durante a qual é feita a medição do deslocamento (flexa) em dado momento até a rotura do provete.
O Módulo de ruptura (MOR) e o módulo da elasticidade (MOE) são dois parâmetros normalmente determinados em teste de flexão estática e são de grande importância na caracterização tecnológica da madeira, porque ambos estimam a resistência do material submetido a uma força aplicada perpendicularmente ao eixo longitudinal da peça.
23 A elasticidade é a capacidade do material de retornar ao seu estado inicial, depois de submetido à ação de cargas externas, sem apresentação de deformação residual. O principal valor a ser obtido será o módulo de elasticidade (MOE). Segundo KLOCK (2000), embora o módulo de elasticidade não ofereça informações completas e reais sobre o comportamento de um determinado material, pode-se concluir que valores altos de MOE indicam alta resistência e baixa capacidade de deformação do material, qualificando-o para fins construtivos.
O conhecimento dos principais parâmetros elásticos da madeira, que expressam relações tensão-deformação ou relações entre deformações nas direções de simetria elástica, é de fundamental importância para que seja possível a modelagem matemática de seu comportamento estrutural (BALLARIN e NOGUEIRA, 2003).
5.2.2. Ensaio de compressão paralela às fibras
Segundo LIMA JUNIOR et al. (2008), a resistência à compressão axial refere-se à carga suportável por uma peça de madeira quando esta é aplicada na direção paralela às fibras. É o caso de colunas que sustentam um telhado e elementos de treliça.
Esta propriedade é dependente da densidade da madeira, em que madeiras com densidade elevada apresentam normalmente elevados valores de resistência à compressão, havendo ainda uma relação com o teor de humidade e direção de aplicação do esforço, paralelo ou perpendicular às fibras da madeira (OLIVEIRA, 2007).
5.3. Anatomia
O conhecimento da estrutura anatômica de uma madeira além de permitir a correta identificação da espécie permite melhor compreensão do comportamento deste material nas operações de desdobro, secagem, acabamento e preservação. O comportamento tecnológico da madeira é influenciado pela sua constituição anatômica e varia de acordo com direção tangencial, radial ou longitudinal, o que caracteriza a madeira como um material anisotrópico (PANSHIN e DE ZEEUW, 1980; CORADIN e MUNIZ, 1991; DURLO e MARCHIORI, 1992; SILVA et al., 2012).
5.3.1 Características organolépticas
Na Figura 5, encontra-se a fotografia da seção transversal de uma toro de teca que ilustra a diferenciação da casca, cerne, borne e medula.
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Figura 5: Seção transversal do tronco de madeira de Tectona grandis de 12 anos.
A madeira de teca possui um alburno estreito e claro, bem distinto do cerne, cuja cor é marrom viva e brilhante. A madeira apresenta alta estabilidade dimensional, resistindo às variações de temperatura e humidade no ambiente, não apresentando empenamentos e contrações durante a secagem (LAMPRECHT, 1990; WALKER et al., 1993; LORENZI et al., 2003, citados por LIMA et al., 2009) (Figura 5). De acordo com a REMADE (2004), ao reportar a qualidade e o aspecto rústico da madeira de teca que agradam o mercado, descreveram quanto ao cerne da madeira de teca que sua coloração é castanho amarelado claro a escuro e quando exposto ao ar torna-se eventualmente castanho bem escuro. A madeira apresenta brilho moderado na face longitudinal radial, cheiro característico e gosto ligeiramente amargo. É macia ao corte manual no plano transversal, grã direita e textura média. Apresenta figura ou desenho destacado por listras escuras e camadas de crescimento distintas.
5.3.2 Características macroscópicas
Na Figura 6, encontra-se a fotomacrografia do cerne periférico da madeira de teca, no plano transversal, com aumento de 10x.
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Figura 6: Fotomacrografia do cerne periférico da madeira de teca, no plano transversal,(10x).
Quanto às características microscópicas de Tectona grandis, segundo RICHTER E DALLWITZ (2009), a madeira apresenta poros solitários e múltiplos; parênquima axial paratraqueal escasso e vasicêntrico; raios homogêneos, compostos por células procumbentes e raios multisseriados.
RICHTER E DALLWITZ (2000) ao descreverem algumas madeiras comerciais, identificaram que a madeira de teca apresentava porosidade em anéis porosos ou semi-porosos, poros dispostos em padrão não específico, agrupados, geralmente 2 a 3 poros, em arranjo radial e presença de tiloses. Tais descrições estão de acordo com as informações do Instituto de Pesquisas Tecnológicas – IPT (2010) para a madeira de teca. Resultado semelhante foi encontrado por GURMARTINE E GOUDZWAARD (2010), relataram que a madeira apresenta porosidade em anel, com os anéis de crescimento distintos, poros grandes, visíveis a olho nu, ovais, em sua maioria solitários e obstruídos por tiloses e também com depósitos esbranquiçados.
26 5.4. Densidade
Segundo MIRANDA et al. (2011), a madeira de teca é moderadamente dura e pesada, com densidades variando entre 0,44 e 0,82 g/cm³, seca bem em estufa e apresenta bons resultados quando processada mecanicamente. Porém existem variações dependendo do local e da idade. Por exemplo, na Costa Rica, MOYA E ARCE (2003) referem que o valor da densidade básica varia com a (idade e no sentido radial do tronco), com valores que vão desde 0,40 g/cm³ até 0,60 g/cm³ para idade de 10 anos. Um estudo desenvolvido na Venezuela com teca de 20 anos de idade determinou valores para a densidade básica entre 0,54 g/cm³ e 0,67 g/cm³ (VALERO; REYES; GARAY, 2005).
5.5. Durabilidade Natural
É considerada privilegiada devido à alta durabilidade natural do cerne, alta estabilidade dimensional e estética agradável, sendo altamente recomendada para a construção naval, madeira serrada, mobília e na carpintaria em geral. A alta durabilidade natural e alta estabilidade dimensional da madeira de teca são causadas pela presença de algumas substâncias tais como o caucho, espécie de látex responsável pela redução de absorção de água e a tectoquinona, um preservativo natural contido nas células da madeira (KOKUTSE et al., 2006).
5.6. Proporção cerne/borne
Uma característica importante no que diz respeito à qualidade da madeira de teca é a proporção de cerne que é altamente correlacionada com o crescimento da árvore, podendo então ser obtido um alto rendimento do cerne por meio de adubação intensiva ou controle do espaçamento entre árvores (MOYA e PEREZ, 2008).
Durante o processo da formação do cerne certos processos químicos tem lugar, o que melhora a durabilidade e altera a cor da madeira (HIGUCHI, 1997 citado por KOKUTSE et al., 2004). Um máximo de volume de cerne é desejável para a utilização final. Em comparação com outras espécies plantadas, a formação do cerne começa relativamente cedo nas árvores de teca, cerca de 7 anos de idade (OKUYAMA et al., 2000 citados por
27 KOKUTSE et al., 2004; ROSS e PHILIP, 1959 citados por WEAVER, 1993). Na idade de 11-13 anos, 30% da superfície da madeira é transformada em cerne na teca procedente do Togo, que é menor do que na teca crescendo em Kerala Índia, onde o mesmo volume de cerne é já formado em árvores de 8 anos de idade (BHAT, 1995 citado por KOKUTSE et al., 2004). O volume de cerne de povoamentos de teca, portanto, parecem ser influenciadas pela idade da árvore, as práticas silviculturais e a procedência genética (KOKUTSE, 2004). A proporção de cerne do tronco da árvore de teca depende não só da idade, mas também da zona ecológica em que as árvores crescem (BHAT; PRIYA; RUGMINI, 2001).
5.7. Lenho juvenil e Lenho adulto
RAMAY e BRIGGS (1986) definiram lenho juvenil como sendo o xilema secundário, formado durante a fase jovem do câmbio vascular da árvore, nos estágios iniciais da vida da árvore. Esse período varia conforme a espécie e pode ser afetado pelas condições ambientais. Caracteriza-se, ainda, anatomicamente por um progressivo acréscimo nas dimensões das células e por correspondentes alterações em sua forma, estrutura e disposição, em sucessivos anéis de crescimento, que se reflete nas propriedades da madeira. A variação radial que aparece ao longo do tronco pode ser explicada, além das mudanças nas dimensões dos traqueídeos, em último caso, pelo crescimento e pela produção hormonal (LARSON, 1973).
Estudos de variabilidade do lenho revelam, também, alterações nas propriedades da madeira no sentido medula-casca, descrita em zonas de lenho juvenil e adulto. As propriedades da madeira não são uniformes da medula para o exterior; a madeira dos primeiros anéis formados apresenta menor densidade, menor comprimento de fibra, maior ângulo microfibrilar, entre outras características. Em anéis sucessivos, partindo da região da medula para o câmbio, verifica-se o aumento da densidade e das características anatómicas (comprimento, diâmetro do lúmen e espessura das paredes das fibras etc.). A taxa de variação na maioria das propriedades é muito rápida nos primeiros anéis; e nos anéis subsequentes vão assumindo, gradualmente, as características da madeira adulta (BENDTSEN, 1978).
Segundo Klock (2000), a madeira juvenil é aquela que está compreendida dentro dos primeiros anéis anuais da árvore, ou àquela que está mais próxima da medula da mesma. A demarcação desta madeira não é clara, mas levando em conta a pequena classe diametral, a pouca idade e o fator de rápido crescimento, é possível afirmar que o produto dos desbastes iniciais da teca é formado em sua maioria por tecido jovem.
28 Ao se comparar a madeira juvenil com a madeira adulta, BENDTSEN (1978) e SENFT et al. (1985) afirmaram que os ângulos microfibrilares da camada S2 , o diâmetro do lúmen, o conteúdo de lignina, o lenho de reação e a contração longitudinal são maiores na madeira juvenil. Por outro lado, a densidade, o comprimento de traqueídeos, a espessura da parede celular, o conteúdo de celulose, a resistência e a rigidez são maiores na madeira adulta. RICHTER, LEITOFF e SONNTAG (2003), caracterizando madeira juvenil de teca crescendo em Ghana, determinaram uma diminuição do ângulo microfibrilar em madeira de 5 a 20 anos, mas, quase todos os parâmetros foram muito variáveis para definir o limite entre lenho juvenil e lenho adulto.
Estudos desenvolvidos por BHAT, PRIYA e RUGMINI (2001) com madeira juvenil de teca em Índia determinaram a similaridade entre as propriedades mecânicas do lenho juvenil (20 - 25 anos) e adulto (50- 60 anos).
5.8. Influência do espaçamento de plantação
Nos trópicos, as plantações de teca têm alcançado maior auge nas últimas décadas devido ao potencial de crescimento e produtividade (VAIDES et al., 2005) e, atualmente, demonstra perspectiva alta de retorno de investimentos nas plantações intensivas (SHIMIZU et al., 2007).
A escolha do espaçamento, na maioria das plantações florestais, tem-se fundamentado simplesmente no uso final da madeira, negligenciando-se outros envolvimentos ecológicos/silviculturais de suma importância. O espaçamento tem implicações em diversos fatores do ponto de vista silvicultural, tecnológico e económico, tendo influência na qualidade da madeira, no ciclo de rotação, na condução e exploração florestal (BALLONI, 1971).
Segundo MALAN e HOON (1992), o controle da densidade de plantação, através do espaçamento inicial ou desbaste ou a combinação de ambos, são práticas silviculturais que podem influenciar fortemente o crescimento e a formação da madeira.
A escolha do espaçamento tem por objetivo proporcionar para cada indivíduo o espaço suficiente para se obter o crescimento máximo com a melhor qualidade e menor custo. O espaçamento ótimo é aquele capaz de fornecer o maior volume do produto em tamanho, forma e qualidade desejável sendo função do local, da espécie e do potencial do material genético utilizado. Para a teca, a escolha do espaçamento depende do tipo de produto que se espera obter (MACEDO et al., 2005).
29 A densidade de plantação pode variar de 1.666 a 2.173 árvores por hectare, equivalente a espaçamentos de 3,0 x 2,0 m a 2,3 x 2,0 m, sendo recomendados os espaçamentos mais densos e desbastes mais frequentes (FIGUEIREDO, 2001).
Os espaçamentos mais utilizados na plantação da teca, especialmente no estado do Mato Grosso, são os de 3,0 x 3,0m ou 3,0 x 2,0m (RONDON NETO et al., 1998). O espaçamento para a teca é dependente, principalmente, do tipo de produto que se espera obter (madeira serrada, lenha, carvão vegetal ou painéis à base de madeira) e também do declive do terreno. Nesse sentido, os espaçamentos variam de 1,5 x 1,5m até 3,0 x 6,0m (CHAVES e FONSECA, 1991). Na região de Cáceres-MG, as árvores alcançam grandes dimensões num ciclo de 25 a 30 anos, e são aptas a produzirem madeira para serraria de ótima qualidade (MACEDO et al., 1999).
A época do primeiro desbaste depende da qualidade do local; no entanto, existem algumas indicações em relação à idade e à intensidade do desbaste. Cordero e Kanninen (2003) indicam o desbaste seletivo de 40% das árvores, aos quatro anos, ou a remoção de 25% das árvores originais no quarto ano, seguida de nova retirada ao quinto ano, do mesmo número de árvores. A aplicação do primeiro desbaste também pode ser efetuada quando as árvores alcançam uma altura média de 9,0 a 9,5m (KRISHNA e PILLAY, 2000). Outro indicador para a época de aplicação do primeiro desbaste, segundo GALLOWAY et al. (2001), é o fechamento do copado, que tem sido um parâmetro muito utilizado para uma tomada da copa, devido à redução do crescimento em diâmetro.
FIGUEIREDO, OLIVEIRA E SCOLFORO (2005) concluíram que povoamentos de teca conduzidos sem desbastes se mostraram menos rentáveis que os povoamentos desbastados. O produto dos desbastes iniciais normalmente é considerado como resíduo ou é transformado em subprodutos com baixo valor agregado, como no uso em escoras para construção civil, estacas e produção de lenha ou carvão para energia, fato explicado pela grande quantidade da árvore ser formada por lenho juvenil, considerado de qualidade inferior ao lenho adulto. O baixo custo destes subprodutos não inviabiliza povoamentos desbastados, mas um melhor aproveitamento desta madeira torna-se económico e ambientalmente interessante.
30 5.9. Dendrocronologia das árvores de Tectona grandis
A análise dos anéis de crescimento originou uma ciência, que possibilita a datação das árvores de espécies arbóreas e de peças de madeira, denominada de dendrocronología (do grego: dendro = árvores, chronos = tempo e logus = estudo). A dendrocronologia baseia-se no princípio no qual as árvores que se desenvolvem em condições ecológicas similares apresentam sincronismo na largura dos anéis de crescimento formados no seu tronco, permitindo a determinação da sua idade e a sincronização dos anos de formação de cada anel de crescimento (BROWN, 2003).
A dendrocronologia permite a determinação da taxa de crescimento das árvores, e como o efeito das variações ecológicas, naturais ou antropogênicas, constituindo-se em uma ferramenta excepcional a ser aplicada como indicador ambiental (bio-indicador) em ecossistemas florestais subtropicais e tropicais (TOMAZELLO FILHO et al.,2001), sendo o único método de investigação paleoclimática capaz de decodificar esses registros biológicos em escala de resolução anual (ROIG, 2012).
Muitos estudos publicados na literatura especializada demonstram o potencial das árvores de Tectona grandis para as pesquisas em dendroclimatologia e dendroecologia, pela possibilidade de determinar a correlação dos anéis de crescimento e as variações climáticas (PUMIJUMNONG et al., 1995; RAM et al., 2008; BORGAONKAR et al., 2010; DEEPAK et al., 2010; D’ARRIGO et al., 2011a).
No Brasil, Tomazello et al. (2001) assinalam que as árvores de Tectona grandis de plantações apresentam importante potencial dendrocronológico. Posteriormente no Brasil, 12 árvores de teca plantadas em área urbana foram analisadas através dos anéis de crescimento do seu lenho, com o objetivo de determinar a sua idade e taxa de crescimento obtendo-se, como resultado, uma boa sincronização de crescimento (r = 0,60) (RADAELI NETO et al., 2011).
OLIVEIRA (2011) realizou um estudo dendrocronológico com 15 árvores de teca de plantações no estado do Mato Grosso, concluindo que a precipitação do período de janeiro-abril, do ano corrente, foi a variável climática determinante para o maior crescimento do tronco, demonstrando seu potencial para reconstrução do clima. SÁ et al. (2012) estudaram 6 árvores de teca de plantações, concluindo que a largura dos anéis de crescimento possibilitaram a construção de uma cronologia máster (r = 0,62). CHAGAS et al. (2012) compararam árvores plantadas de teca de 2 locais, sendo uma área de fragmento florestal natural (árvores de teca plantadas com árvores de espécies nativas) e uma área urbana
31 obtendo, como principal resultado, uma correlação dos anéis de crescimento com a precipitação de verão e com a temperatura do inicio da primavera (período de ativação da divisão das células cambiais) comprovando o potencial dendoclimatológico das árvores da espécie.
5.10 Microdensitometria
A microdensitometria tornou-se muito importante para aprofundamento do conhecimento da potencialidade da madeira. O delineamento da amostragem, o método de determinação a 12% e aplicação da técnica densitométrica com raios-x tornaram-se bastante relevantes.
5.10.1 Delineamento da amostragem
O material utilizado na microdensitometria foi proveniente de 10 árvores, amostradas em Inhumas (5 árvores) e em Cachoeira Dourada (5 árvores), tendo sido utilizadas as rodelas ao nível do DAP.
5.10.2 Método de determinação da densidade a 12%
A importância da determinação da densidade está na sua estreita relação com a qualidade da madeira. Segundo ALVARADO (2009), a maior variabilidade da densidade da madeira ocorre no anel de crescimento anual devido à formação do lenho inicial (de baixa densidade) e do lenho final (de alta densidade).
Em termos gerais, a densidade da madeira depende: 1. do tamanho das células; 2. da espessura da parede da célula; 3. da inter-relação entre a proporção dos diferentes tipos células. As fibras são particularmente importantes para o valor final da densidade, já que suas diminutas seções transversais permitem um grande número num reduzido volume. Se as fibras são de parede grossa e lúmen pequeno, o total de espaços de ar é relativamente pequeno, e a densidade tende a ser muito elevado. Por outro lado, se elas são de parede fina ou lúmen largo, ou ambos, a densidade será baixa. A baixa densidade pode também resultar de uma elevada proporção de vasos na madeira (PANSHIN; de ZEEUW, 1970a).
Os métodos tradicionais de avaliação de densidade (através de razão entre peso e volume) quando utilizados em amostras muitos pequenas causam, para além duma morosidade, erros de avaliação notáveis, designadamente o seu volume.
