UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO
AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DA RESINAGEM NAS
CARACTERÍSTICAS DA MADEIRA. ESTUDO DE ALGUNS
PARÂMETROS DA ATIVIDADE RESINEIRA.
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM
ENGENHARIA FLORESTAL
LUÍS MANUEL DA COSTA FERREIRA
UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO
AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DA RESINAGEM NAS
CARACTERÍSTICAS DA MADEIRA. ESTUDO DE ALGUNS
PARÂMETROS DA ATIVIDADE RESINEIRA.
DISSERTAÇÃO DEMESTRADO EM
ENGENHARIA FLORESTAL
LUÍS MANUEL DA COSTA FERREIRA
ORIENTADOR: MARIA EMÍLIA CALVÃO MOREIRA SILVA
Trabalho expressamente elaborado como dissertação para efeito de obtenção do grau de Mestre em Engenharia Florestal, sendo apresentado na Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, no âmbito do 2º ciclo de formação de Engenharia Florestal.
AGRADECIMENTOS
Ao longo deste trabalho tive o privilegio de me cruzar e contar com o apoio de diversas pessoas, que me ajudaram e contribuíram na realização desta importante etapa da minha vida.
Quero agradecer em primeiro lugar a Professora Maria Emília Silva, pela sua orientação, disponibilidade e paciência que sempre teve durante este trabalho.
Do mesmo modo, quero agradecer ao Professor José Luís Lousada e ao Senhor Armindo Teixeira, por toda a ajuda prestada no tratamento do material recolhido e obtenção dos resultados.
A empresa GIFF S.A. pela oportunidade que me concedeu de recolha de dados, em especial ao Engº Marco Ribeiro que me acompanhou e ajudou ao longo do meu trabalho de campo.
A minha família que sempre me apoio e me proporcionou esta oportunidade, aos amigos que sempre estiveram presentes ao longo da minha vida académica, e proporcionaram momentos únicos.
A todos os que se cruzaram comigo e de uma forma ou de outra e ajudaram nesta etapa que agora acaba, um muito obrigado.
i
ÍNDICE GERAL
ÍNDICE GERAL ... i
ÍNDICE DE FIGURAS ... iii
ÍNDICE DE QUADROS ... v RESUMO ... vii ABSTRACT ...viii NOMENCLATURA ... ix 1 .INTRODUÇÃO ... 1 1.1 OBJECTIVO ...1 2.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 3 2.1 HISTÓRIA DA RESINAGEM ...3 2.1.1 A RESINAGEM NO MUNDO ...8
2.1.2 QUADRO NORMATIVO DA ATIVIDADE RESINEIRA ...9
2.2 O PINHEIRO BRAVO ...12
2.2.1 A MADEIRA DE PINHO...13
2.2.1.1 Fisiologia de formação do lenho...13
2.2.1.2 Extrativos ...14
2.2.2 CARACTERIZAÇÃO E UTILIZAÇÃO DA MADEIRA DE PINUS PINASTER AIT. .15 2.2.2.1 Características Macroscópicas ...15
2.2.2.2 Características microscópicas ...16
2.2.2.3 Propriedades mecânicas ...19
2.3 A RESINA ...21
2.3.1 A FORMAÇÃO DE RESINA ...22
2.3.2 FACTORES QUE INFLUENCIAM A PRODUÇÃO DE RESINA ...22
2.3.3 CONSEQUÊNCIAS DA RESINAGEM PARA A ÁRVORE ...23
3 MATERIAL E MÉTODOS ... 26
3.1 TRABALHO DE CAMPO ...26
3.2 TRABALHO LABORATORIAL ...28
ii
3.2.2 DETERMINAÇÃO DO TEOR DE EXTRATIVOS ...30
3.2.3 PROPRIEDADES MECÂNICAS ...32
3.3 MÉTDO DE ANÁLISE ESTATISTICA ...34
3.3.1 ANÁLISE DE CORRELAÇÃO...34
3.3.2 ANÁLISE DE COMPONENTES PRINCIPAIS ...35
3.3.3 ANÁLISE DE VARIANCIA ...35
4 DISCUSSÃO E APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS ... 38
4.1 DIMENSÕES TRANSVERSAIS DOS TRAQUEÍDOS. ...38
4.2 NÚMERO E DIMENSÃO DOS CANAIS DE RESINA ...40
4.3 TEOR DE EXTRATIVOS ...43
4.4 ENSAIOS MECÂNICOS ...48
4.5 INFLUÊNCIA DA RESINAGEM NO CRESCIMENTO EM DIÂMETRO ...49
4.6 PRODUÇÃO DE RESINA ...51
5 CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 58
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 60
iii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1- Resinagem pelo sistema Português. (Fonte: Anastácio e Carvalho, 2008)...4 Figura 2- Resinagem pelo Sistema Francês ou de Hughes. (Fonte: Anastácio e Carvalho, 2008). ...5 Figura 3- Resinagem Química ou à Americana. (Fonte: Anastácio e Carvalho, 2008)...6 Figura 4- Comparação da produção com o preço da resina entre os anos de 1990 e 2012 (Fonte: INE, 2013). ...7 Figura 5- Feridas de resinagem feitas ao longo dos anos. ...10 Figura 6- Resinagem à vida...11
Figura 7- Resinagem à morte. Disponível em:
(http://3.bp.blogspot.com/ykdSak8kvDY/UKaAMlCLVeI/AAAAAAAABd0/6aAx9Uq9bfs/s1600/ DSC_2460.JPG). ...11 Figura 8- Representação tridimensional do câmbio vascular (Adaptado de Haygreen & Bower, 1989). ...13 Figura 9- Divisão das células cambiais (Adaptado de Haygreen & Bower, 1989). ...14 Figura 10- Esquema genérico dos componentes químicos da madeira (Adaptado de Fengel & Wegener, 1989). ...15 Figura 11- Estrutura macroscópica da madeira resinosa: (CC) casca; (CA) câmbio vascular; (BO) Borne; (CE) cerne; (AC) anéis de crescimento (Adaptado: Schniewind, 1989). ...16 Figura 12- Esquema longitudinal dos traqueídos: A) Lenho inicial; B) Lenho final (Adaptado: Siau, 1995). ...17 Figura 13- Pontuação aureolada com a diferenciação entre torus (t) e margo (m). (Adaptado: Butterfield and Meylan, 1972). ...17 Figura 14- Estrutura microscópica dos canais de resina em Pseudotsuga mensiezii. (A) Secção transversal; (B) Secção radial. (C) Secção tangencial (Escala = 100 μm) (Adaptado: Rowell, 2005). ...18 Figura 15- Amostras de uma rodela de Pinus pinaster Ait. ...26 Figura 16- dispositivos de medição instalados nas parcelas/árvores de Paredes de Coura e Vila Pouca de Aguiar. A- estação meteorológica; B – Dendrómetro. ...27 Figura 17- Dispositivo de recolha de resina usado para a obtenção dos dados de produção. ...28 Figura 18- Provetes utilizados para a determinação das dimensões transversais dos traqueídos, do número e área dos canais de resina. ...29 Figura 19- Cartuchos de papel com a amostra devidamente identificados. ...30 Figura 20- Dispositivo de Soxhlet ...31
iv Figura 21- Evaporador rotativo a evaporar o solvente e deixar apenas os extrativos no balão. ...32 Figura 22- Esquema do ensaio de flexão ...33 Figura 23- Comparação entre as dimensões transversais dos traqueidos antes e depois da resinagem (2009) no provete 14 da árvore 8 a 1.30 metros. ...38 Figura 24 - Comparação entre as dimensões transversais dos traqueidos antes e depois da resinagem (2006) no provete 7 da árvore 9 a 1.30 metros. ...39 Figura 25- Comparação entre as dimensões transversais dos traqueídos na parede e no lúmen no lenho inicial e final acima da ferida de resinagem que ocorre no ano de 2009 no provete 20 da árvore 8 a 2.80 metros. ...40 Figura 26- Comparação entre a percentagem média de canais de resina junto e afastado da ferida de resinagem. As linhas a tracejado representam o desvio padrão. ...41 Figura 27- Representação gráfica da média e desvio padrão do teor de extrativos nas árvores: (1) não resinadas e (2) resinadas. As linhas representam o desvio padrão. ...44 Figura 28- Representação gráfica da média e desvio padrão do teor de extrativos nas árvores: (1) base e (2) superior. As linhas representam o desvio padrão. ...45 Figura 29- Representação gráfica da média e desvio padrão do teor de extrativos nas árvores: (1) medula, (2) meio e (3) fora. As linhas representam o desvio padrão. ...45 Figura 30 - Representação gráfica do teor de extrativos médio na medula (1), meio (2) e fora (3) nos níveis base e superior das 6 árvores. As linhas representam o desvio padrão. ...47 Figura 31- Representação dos acréscimos médios ao longo da época de resinagem 2013 em Paredes de Coura (PC) e Vila Pouca de Aguiar (VPA). r- árvores resinadas; nr- Paredes árvores não resinadas. ...50 Figura 32- Representação gráfica da produção de resina e desvio padrão no local: (1) Vila Pouca de Aguiar e (2) Paredes de Coura. ...51 Figura 33 - Representação gráfica das retas de regressão linear entre a produção (gramas) com: (A) Temperatura (ºC), (B) Humidade (%), (C) Crescimento (mm) e (D) Precipitação (mm). ...54 Figura 34 - Representação gráfica das equações de regressão linear entre a produção total com: (A) DAP (cm), (B) Copa (m) e (C) Altura (m) ...55 Figura 35 - Posicionamento relativo das características segundo os dois componentes principais. ...56 Figura 36 - Representação gráfica da produção de resina e desvio padrão nas exposições: (1) Norte, (2) Sul, 3 Este e (4) Oeste. ...57
v
ÍNDICE DE QUADROS
Quadro 1- Principais espécies produtoras de resina em diferentes partes do mundo (Fonte: Coppen e Hone, 1995). ...8 Quadro 2- Valores característicos para a classe de resistência C18 onde a madeira de pinheiro bravo se encontra (NP EN 338 (2001) - Madeiras para estruturas. Classes de resistência. IPQ). ...21 Quadro 3- Modelo de análise de variância do local e exposição na produção ...36 Quadro 4- modelo de análise de variância do teor de extrativos em arvores resinadas e não resinadas em dois níveis do tronco (base e topo) e três locais diferentes (medula, meio e fora). ...36 Quadro 5- Percentagem média de área ocupada por canais de resina junto e afastado da ferida de resinagem, os valores entre parentes representam o desvio padrão. ...40 Quadro 6– Número médio de canais de resina juntos e afastados da ferida de resinagem. .41 Quadro 7– Dimensões mínimas, máximas e médias em (μm) dos canais de resina junto e afastado da ferida de resinagem. ...42 Quadro 8– Número e dimensões mínimas, máximas e médias em (μm) dos canais de resina na ferida de resinagem ...42 Quadro 9- Percentagem total de extrativos por árvore nas posições medula, meio e fora, na base e no superior. ...43 Quadro 10- Percentagem média de extrativos na rodela da base e superior das árvores resinadas e não resinadas por solvente nas posições medula, meio e fora. ...44 Quadro 11- Percentagem média de extrativos nas rodelas das feridas nas árvores resinadas. ...46 Quadro 12 - Analise de variância do teor de extrativos em árvores resinadas e não resinadas em dois níveis do tronco (base e superior) e três posições radiais diferentes (medula, meio e fora). ...46 Quadro 13- Teste de comparação de médias entre medula, meio e fora, para o teor de extrativos. Letras diferentes indicam médias estatisticamente diferentes para um nível de significância de 95%. ...47 Quadro 14- Valores médios dos dados obtidos nos ensaios de flexão estatística em 3 pontos. ...48 Quadro 15– Caracterização dendrométrica da amostra utilizada para medição dos acréscimos em diâmetro ao longo da campanha de resinagem de 2013. ...49 Quadro 16- Produção média de resina em Vila pouca de Aguiar e Paredes de Coura. ...51 Quadro 17- Caracterização do crescimento e produção das árvores com as condições climatológicas. ...52
vi Quadro 18 - Matriz de correlação entre crescimento, temperatura, humidade relativa do ar, precipitação e produção em Vila Pouca de Aguiar ...52 Quadro 19 - Matriz de correlação entre crescimento, temperatura, humidade relativa do ar, precipitação e produção em Paredes de Coura ...53 Quadro 20 - Matriz de correlação entreDap, Altura, Copa e Produção dos dados recolhidos nos dois locais de estudo. ...54 Quadro 21 - Análise de variância da produção de resina para 2 locais e 4 exposições ...56 Quadro 22 - Teste de comparação de médias da produção de resina nos dois locais para quatro exposições. Letras diferentes indicam médias estatisticamente diferentes para um nível de significância de 95%. ...57
vii
RESUMO
De forma a aprofundar o conhecimento sobre resinagem, nomeadamente nos aspectos relacionados com os seus efeitos nas características da madeira e com os factores que mais influenciam a sua produção, desenvolveu-se a presente dissertação que, apesar de não ser totalmente conclusiva devido a trabalhar dados de uma única campanha, deixa bases para futuros trabalhos de investigação.
Assim, neste trabalho foram colhidas amostras em árvores resinadas e não resinadas, para analisar e comparar as características biométricas (dimensões transversais dos traqueídos e número e dimensão dos canais de resina), o teor de extrativos e as propriedades mecânicas. Para os estudos sobre a produção de resina foram colhidos dados em 120 árvores de dois locais, Vila Pouca de Aguiar e Paredes de Coura.
Verificou-se que a resinagem afecta as dimensões radiais dos traqueídos diminuindo o diâmetro dos lúmens e aumentado a espessura da parede. As dimensões dos canais de resina não se alteram mas verifica-se um aumento no seu número. O teor de extrativos não é significativamente diferente entre árvores resinadas e não resinadas, notando-se unicamente uma diferença significativa entre as diferentes amostras e a amostra que continha a ferida de resinagem uma vez que esta se encontra impregnada de resina.
A produção encontra-se muito significativamente correlacionada com a temperatura, não se verificando relação nas outras características analisadas como humidade, precipitação e o crescimento da árvore.
A produção média da campanha de resinagem por árvore foi de 1525 gramas, sendo que a exposição solar oeste é a que apresenta uma maior produção média com 1719 gramas por árvore, enquanto que para as outras exposições não há diferenças significativas.
Relativamente aos parâmetros dendrométricos, o DAP foi aquele que apresentou um maior coeficiente de correlação com a produção e a projeção da copa foi o parâmetro que pior se correlacionou com a produção.
Palavras-chave: Resinagem; Produção de resina; Pinus pinaster Ait.; Propriedades
viii
ABSTRACT
In order to deepen the knowledge about resin extraction, particularly in aspects related to their effect on the characteristics of the wood and the factors that influence its production, this thesis was developed in order to create groundwork for future research, although not fully conclusive due to presenting the work data of a single campaign.
In this work samples were collected in resined and not resined trees to analyze and compare the biometric characteristics (transverse dimensions of tracheids and number and size of resin canals), the extractives content and mechanical properties of the samples. For studies on the resin production the data was collected on 120 trees from two sites: Vila Pouca de Aguiar and Paredes de Coura.
It was found that the resin extraction affects the radial dimensions of the tracheids by decreasing the diameter of the lumen and increasing the wall thickness. The dimensions of the resin channels didn't change but it shown an increase in their number. The extractive content was not significantly different between resinated and non-resinated trees, showing a significant difference only between different samples, and the sample containing the wound, since this area was impregnated with resin.
The production is very significantly correlated with temperature and there were no significant relation on other characteristics analyzed such as humidity, precipitation and tree growth.
The average output of the campaign tree resin extraction was 1525 grams, being the west solar exposurethe one who show a higher average yield per tree with 1719 grams, while for the other exhibits no significant differences.
For the dendrometric parameters, dbh was the one that showed a correlation coefficient with the largest production and the crown projection was the worst parameter correlated with production.
Key-words: Resin; Production of resin; Pinus pinaster Ait.; Anatomical properties; Chemical
ix
NOMENCLATURA
Abreviaturas
PAP - Perímetro à Altura do Peito DAP - Diâmetro à Altura do Peito MOR - Módulo de Rutura
MOE - Módulo de Elasticidade ou Módulo de Young NMP - Nemátodo da Madeira de Pinheiro
CC - Casca CA - Câmbio Vascular BO - Borne CE - Cerne AC - Anéis de crescimento RL - Raios lenhosos L - Longitudinal T - Tangencial R - Radial F - Força
VPA - Vila Pouca de Aguiar PC - Paredes de Coura Sign. - Significância ns - Não significativo
1
1 .INTRODUÇÃO
A resinagem é uma actividade do sector florestal que apesar do seu abandono ao longo das ultimas décadas, começou recentemente a despertar o interesse da industria de recolha de matérias-primas e das empresas de 1ª e 2ª transformação. Devido a este abandono a actividade não sofreu inovação ou investigação significativa, o que se traduz, nos dias de hoje, há existência de lacunas no conhecimento, nomeadamente nas questões relacionadas com a fisiologia de produção da resina, com a sua influência na qualidade da madeira e com os factores determinantes da produção de resina.
Actualmente, com a falta desta matéria-prima no mercado mundial o seu valor tornou-se atrativo e começa a haver um interesse e crescimento na sua exploração, o que traz uma nova esperança a um sector importante da floresta portuguesa, a fileira do pinho.
A resinagem pode vir a constituir um ativo da economia das zonas rurais, criando emprego em zonas desfavorecidas, levando as pessoas a não abandonar as suas terras, ajudando na gestão florestal de grandes áreas de floresta que de outro modo ficam abandonadas e susceptíveis aos incêndios florestais que assolam o nosso país todos os anos. Este aproveitamento da matéria-prima, resina, traz uma nova forma de rentabilizar e complementar os rendimentos das zonas de pinho, uma vez que esta fileira sofreu grandes mudanças ao longo dos últimos.
Com o objetivo de alargar o conhecimento desta actividade florestal de Pinus
pinaster Ait. e, portanto, de analisar as propriedades anatómicas, químicas e mecânicas da
madeira em resposta fisiológica da árvore à agressão que lhe é feita na extração de resina ao longo de uma época, foram colhidas amostras em árvores resinadas e não resinadas para testes laboratoriais.
Os estudos sobre a produção de resina tiveram por base dados colhidos num total de 240 árvores divididas por dois locais, Vila Pouca de Aguiar e Paredes de Coura. Em árvores destes dois locais foram instalados dendrómetros com a finalidade de monitorizar o seu crescimento ao longo da campanha e em cada local analisou-se a influencia das condições climatologicas e de exposição solar.
1.1 OBJECTIVO
Sabendo que existe uma grande falta de conhecimento cientifico na actividade da resinagem e que o conhecimento empírico dos resineiros e da ciência nos diz que as árvores tem respostas a actividade resineira ao longo da campanha de recolha de resina, é
2 objetivo deste estudo a caracterização das alterações anatómicas provocadas por esta actividade e a influência de diversos fatores na produção de resina.
Podendo esta atividade florestal assumir uma importância económica e ambiental assinalável nas zonas rurais, torna-se fundamental perceber como a resinagem interfere nas características da madeira que está a ser produzida e quais os fatores que condicionam a produção de resina numa árvore.
Assim, foram determinadas as seguintes características da madeira e das árvores de
Pinus pinaster:
Dimensões radiais dos traqueídos
Dimensões e número dos canais de resina
Percentagem do teor de extrativos
Acréscimo médio em diâmetro ao longo da campanha de resinagem
Produção de resina
Módulo de Elasticidade (ou módulo de Young)
Módulo de Rutura
Com base nesta informação, poderemos ambicionar aumentar o rendimento do pinhal, fazendo a sua gestão com base em conhecimento fundamentado e não em crenças empíricas que, muitas vezes, levam o proprietário florestal a rejeitar a resinagem e a perder o rendimento que daí advém ou mesmo a administração a recusar alterar o quadro legislativo que regulamenta a atividade e que atualmente se encontra desfasado da realidade da floresta nacional e do mercado dos produtos florestais.
3
2.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 HISTÓRIA DA RESINAGEM
A utilização da resina vem desde os tempos bíblicos, onde é referida na construção da arca de Noé, que terá recebido instruções de Deus para calafetar com espiche a arca por dentro e por fora (FAO, 1995). É também referida a sua utilização ao longo dos séculos seguintes em diversos locais como a Grécia, Macedónia, Ásia Menor e Egipto (Palma, 2007).
No tempo dos romanos um poeta estadista chamado Ausonius escreveu acerca da resinagem que se realizava na Aquitânia, sul de França, referindo-se ao Pinus pinaster (FAO, 1995).
No século XV e XVI a produção de resina tinha uma importância muito grande para a indústria naval britânica, tendo então a Geórgia e a Carolina do Sul, colónias britânicas, um grande papel na exportação deste produto obtido das espécies Pinus elliottii Eagelme e
Pinus palustris Muller (FAO, 1995).
Em Portugal, os primeiros registos da utilização de resina são do século X, na região de Leiria, onde era extraído de pedaços de madeira por combustão rápida, o pez que era usado na calafetagem de embarcações. Já nos séculos XV e XVI, o Pinhal de Leiria forneceu madeira e resina para produção dos cascos das naus e caravelas que partiam para os descobrimentos (de 1415 a 1543) (COTF, s.d.).
No século XVIII dá-se o grande desenvolvimento da indústria da resina obtendo-se pez, alcatrão e piche através da queima de madeira em grandes fornos, nas fábricas resinosas de S. Pedro de Moel e da Marinha Grande (COTF, s.d.). Mais tarde, já no século XIX, Bernardino José Gomes, Administrador das Matas do Reino, desenvolveu o método de resinagem hoje conhecido por "Sistema Português", construindo a primeira destilaria de gema de pinheiros na Marinha Grande para obtenção de pez e aguarrás de excelente qualidade (Anastácio E Carvalho, 2008). No ano de 1871 destilavam-se aí 295 000 Kg de resina provenientes de 276 000 árvores (COTF, s.d.).
O sistema Português de resinagem (Figura 1) consistia em realizar uma ferida na vertical onde as incisões eram profundas apanhando lenho, e a resina era encaminhada para um púcaro.
4
Figura 1- Resinagem pelo sistema Português. (Fonte: Anastácio e Carvalho, 2008).
No século XX mais concretamente em 1926 o "Sistema Português" é substituído pelo "Sistema Francês" ou de Hughes (Figura 2), que foi trazido para Portugal pela Companhia Nacional de Resineiros que contrata o mestre resineiro francês Sr. Dupard para formar os resineiros portugueses.
Este método, apoiado pela Estação de Experimentação do Pinheiro-bravo que funcionava na Marinha Grande, consistia na realização de feridas menos profundas que não atingiam tão gravemente o lenho e produzia mais resina. Nesta altura houve um grande desenvolvimento da atividade resineira em Portugal que ganhava posição de destaque no comércio mundial de produtos de resinagem (Anastácio e Carvalho, 2008).
5
Figura 2- Resinagem pelo Sistema Francês ou de Hughes. (Fonte: Anastácio e Carvalho, 2008).
É de salientar que o interesse pela atividade da resinagem começa a ganhar forma pela desvalorização do preço da madeira, pela sua distância aos grandes centros que a consomem e pela sua localização em zonas de declives e de difícil acesso, levando os proprietários florestais a procurar outra forma de rentabilizar o pinhal (Themudo e Carneiro, 1958).
Em 1950 inicia-se a resinagem química ou à "Americana" (Figura 3) que rapidamente se espalhou por todo o pais devido à sua produção elevada, produtividade do resineiro, baixo custo de produção, maior resistência das árvores e menor quantidade de impurezas na resina. Este método consistia na abertura de uma ferida sem ferir a madeira do tronco e na utilização de uma substancia ácida (solução de acido sulfúrico) para estimular o pinheiro e provocar a libertação de resina (Anastácio e Carvalho, 2008). A solução ácida que era pulverizada nas feridas passou a ser aplicada a cada renova no local do corte, garantindo um maior período de exsudação de resina e implicando um menor número de renovas.
6
Figura 3- Resinagem Química ou à Americana. (Fonte: Anastácio e Carvalho, 2008).
O sistema de corte de madeira para obtenção de resina é completamente abandonado no ano de 1957, levando a uma maior eficácia da resinagem, menores danos nas árvores e uma maior produtividade por incisão (Leite e Morais, 1988).
Nos anos de 1970 e 1974 são inseridos novos estimulantes químicos, desta vez em forma de pastas químicas, com melhorias significativas na produtividade e substituídos os púcaros de recolha por sacos plásticos (Anastácio e Carvalho, 2008). Estas alterações levaram a resinagem a ser uma das principais atividades florestais e uma grande fonte de rendimento da floresta, colocando Portugal como o segundo maior exportador de resina do mundo.
A produção anual de gema entre os anos de 1978 e 1988 atinge as 110 mil toneladas (Leite, 1988), estando, no entanto, abaixo das 130 mil toneladas estimadas de potencialidade, devido aos fogos florestais e às condições de mercado. A indústria da primeira transformação de gema, que na época contabilizava 45 unidades, no ano de 1986 produziu 86 mil toneladas de pez e 19 mil toneladas de aguarrás natural (Leite e Morais, 1988).
7 O sector da resinagem dava emprego a cerca de 9000 pessoas, elevando o rendimento dos trabalhadores e proprietários florestais das zonas mais rurais (Leite e Morais, 1988).
No final do século XX devido à produção de resina noutros países, aos baixos preços pagos, à dificuldade em arranjar mão de obra e ao aparecimento das resinas sintéticas, o sector foi sendo abandonado, tornando-se a resinagem, nos anos 90, uma atividade residual (COTF, s.d.).
No inicio do século XXI, com o crescimento das economias emergentes e com o aumento da procura de matérias primas, assim como a tentativa de substituir os derivados de petróleo por derivados de resina natural, esta ganhou um novo folgo na economia mundial, tendo-se assistido a um aumento do seu preço (Figura 4) e a um ligeiro aumento na sua exploração em Portugal
Figura 4- Comparação da produção com o preço da resina entre os anos de 1990 e 2012 (Fonte: INE, 2013).
Esta revitalização do sector fez com que em julho de 2013, diversas empresas do sector da resinagem da extração e 1º transformação se juntassem criando a RESIPINUS (Associação de Destiladores e Exploradores de Resina), que foi apresentada publicamente no dia 18 de janeiro de 2014 com o intuito de associar os profissionais do sector diretamente dependentes e responsáveis pela produção e pela primeira transformação de resina natural com origem nos pinhais do nosso país (RESIPINUS, 2014).
1990 1995 2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Produção 64 29 17.83 4.645 5.145 4.885 4.403 5.703 5.698 5.573 6.179 Preço 0.17 0.47 0.56 0.61 0.72 0.71 0.7 0.7 1.19 1.2 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 10 20 30 40 50 60 70 Eu ro s To n el ad as
Comparação da produção com o preço da
resina
8 Hoje em dia existirão cerca de 3 empresas apenas ligadas à extração e comércio de resina, 6 unidades de 1ª transformação e 5 unidades de 2ª transformação.
2.1.1 A RESINAGEM NO MUNDO
A resinagem é praticada um pouco por todo mundo, em diversas espécies de Pinus spp. (Quadro 1) sendo a China o maior produtor mundial com cerca de 60%, o que lhe tem conferido o poder de controlar os preços em função da gestão que faz do seu recurso.
Quadro 1- Principais espécies produtoras de resina em diferentes partes do mundo (Fonte: Coppen e Hone, 1995). Espécies Países Pinus brutia P. caribaea P. elliottii P. halepensis P. kesiya P. massoniana P. merkusii P. oocarpa P. pinaster P. radiata P. roxburghii P. sylvestris Turquia
Quénia*, África do Sul*, Venezuela*
Argentina*, Brasil*, Quénia*, África do Sul* Grécia
China China
China, Indonésia, Vietname Honduras, México
Portugal Quénia*
Índia, Paquistão
Lituânia, Polónia, Rússia *espécies introduzidas
Por outro lado o Brasil, atualmente o segundo maior produtor mundial, começou a sua exploração na década de 70, tendo, por volta de 1989, mudado a condição de importador para exportador de resina (Figueiredo et al., 1992). Este facto deve-se às óptimas condições climáticas e ao investimento feito na investigação em melhoramento genético da espécie para produção de resina, dando atualmente trabalho direto a 12 000 pessoas e outras tantas indiretamente na indústria química (Ferreira, 2001). De referir que a maior parte das indústrias resineiras do Brasil que existem na atualidade, tiveram origem em indústrias portuguesas que nos anos 90 se deslocaram para aquele país.
Em Espanha, tal como em Portugal, a produção de resina entrou em recessão, estando, neste momento, ativas apenas 5 fábricas de 1º e 2º transformação de resina (Perez et al., 2013).
9 A exploração que ainda se mantém em Espanha é realizada em áreas públicas ou pertencentes a municípios que cobram uma renda muito baixa, para manutenção de emprego nas zonas rurais, sendo a resinagem uma segunda ocupação e não sendo especializados na atividade. No ano de 1990 a recolha de resina em Espanha chegou mesmo a parar, sendo retomada através dos esforços realizados por uma indústria de transformação da Comunidade de Villa y Tierra de Copa e uma cooperativa de resineiros com 70 trabalhadores também desse município (Palma, 2007).
Em França, a resinagem foi uma atividade muito importante na história nacional, com revoltas, nos anos de 1863 e 1905, por parte dos resineiros contra as deficientes condições de trabalho, apesar dos proprietários dos pinhais enriquecerem (o pinheiro bravo era conhecido na altura como a árvore de ouro). O sector era de uma importância tão grande que no ano de 1934 existiam 90 sindicatos com mais de 10000 membros (Canteloup, 2013).
No entanto, partir do ano de 1950 começa a decadência do sector francês, devido, segundo Canteloup (2013) a dois fatores: por um lado à abertura do mercado à concorrência estrangeira, principalmente de Portugal, Grécia e Espanha e por outro à introdução do método "Americano" que reduziu a qualidade da resina, aumentando a sua produção levando com isto a uma descida de preço. Em 1990 o sector acaba por parar depois de o estado o deixar de financiar.
De acordo com Bermúdez (1997), futuramente prevê-se que a China deve reduzir a capacidade de exportação de pez, ficando a Europa com um défice estimado de 128 000 toneladas, surgindo a oportunidade de produtores europeus como Portugal, Espanha e Grécia, cuja matéria prima é reconhecida de grande qualidade, compensarem este défice.
2.1.2 QUADRO NORMATIVO DA ATIVIDADE RESINEIRA
A atividade da resinagem é regulamentada desde 1951 através do Ministério da Economia pelo decreto-lei nº38273, sofrendo algumas alterações ao longo dos anos, mas mantendo as ideias principais deste decreto, passando posteriormente para a alçada do Ministério da Agricultura, do Desenvolvimento Rural e das Pescas.
A necessidade de criar estes regulamentos residiu no facto do principal produto florestal do pinhal ser a madeira e não a resina, ou seja, a atividade resineira tinha que ser realizada de tal forma que o pinheiro ainda pudesse ser aproveitado para serração. Desta forma, toda a legislação que regulamenta a atividade é uma legislação protetora do pinheiro e da sua madeira, não se adequando à ideia da gestão do pinhal poder ser feita com o objetivo de produção de resina e a madeira passar a ser um produto secundário.
10 As operações de resinagem só são permitidas entre o dia 1 de Março e o dia 31 de Outubro, podendo ser prolongada até 30 de Novembro, data em que todo o material tem de ser recolhido do pinhal. Antes do início das operações o desencarrasque (operação de alisamento do tronco, utilizando um raspador, para eliminar as irregularidades e nivelar a casca sem causar ferimento no lenho de forma a facilitar as etapas seguintes) pode ser feito durante o mês de Fevereiro (Decreto-Lei 38630, 1952).
As feridas (Figura 5) iniciam-se a 20 cm do solo não podendo por campanha subir mais de 50 cm de forma a que ao fim de 4 anos não exceda altura de 2 metros. A largura da ferida não pode passar 12 cm nos 3 primeiros anos e de 10 no 4º ano (Decreto-Lei nº 129, 1988)
No final dos 4 anos de exploração passa-se para uma nova fiada que tem de ter uma presa (distância entre fiadas) de 10 cm (Decreto-Lei 38630, 1952). A fiada deve ser paralela e orientada segundo o eixo de crescimento da árvore (AFN, 2011).
Figura 5- Feridas de resinagem feitas ao longo dos anos.
A resinagem pode ser efetuada em duas modalidades: à vida ou à morte, estando as duas reguladas no Decreto-Lei 38273 de 29 de Maio de 1951.
A modalidade à vida (Figura 6), que é realizada numa exploração a longo prazo, pode ser aplicada a árvores com um PAP superior a 80 cm. Apenas é permitida a abertura de uma fiada de cada vez, só podendo abrir a seguinte depois da anterior estar completamente explorada, ou seja ao fim de 4 anos. Existe a exceção para as árvores com PAP superior a 110 cm que podem ter duas fiadas nos primeiros 4 anos, sendo que nos anos seguintes apenas é permitida uma fiada de cada vez.
11
Figura 6- Resinagem à vida.
A modalidade à morte (Figura 7) é realizada num período máximo de 4 anos, e apenas é permitida em árvores que serão retiradas em desbaste ou em corte final ao fim desses 4 anos. Esta modalidade pode ser aplicada em todas as árvores com um PAP superior a 63 cm, podendo ter um número indeterminado de fiadas, desde que se respeite a presa de 10 cm entre fiadas. Para a sua realização é preciso requerer uma autorização e respeitar as disposições estabelecidas na lei.
Figura 7- Resinagem à morte. Disponível em:
(http://3.bp.blogspot.com/ykdSak8kvDY/UKaAMlCLVeI/AAAAAAAABd0/6aAx9Uq9bfs/s1600/DS C_2460.JPG).
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2.2 O PINHEIRO BRAVO
A Pinus pinaster é uma conífera que pertence à família Pinaceae, sendo conhecida por vários nomes comuns, tais como: pinheiro bravo, pinheiro marítimo, pinheiro das landes (Jardim Botanico UTAD, s.d).
É uma espécie que pode atingir 20 a 30 metros de altura, havendo referências a alturas de 40 m em zonas de muito boa qualidade (Rodríguez Soalleiro et al., 1997). A sua forma pode variar entre rasteiras e fuste torcido junto ao litoral e de grandes dimensões e fustes retos mais no interior. Apresenta uma copa piramidal nos indivíduos mais novos e arredondada nos adultos e ritidoma espesso castanho escuro por fora e avermelhado por dentro, sendo bastante fendido.
Sendo uma espécie pioneira precisa de luz para se desenvolver em boas condições, dando-se bem em solos siliciosos e arenosos e tendo alguns problemas em solos compactos e com muita humidade. Encontra-se desde o litoral até as áreas montanhosas, podendo atingir altitudes de 1000 metros. Resiste bem ao frio, exigindo humidades relativas do ar altas (Costa, 1998; Fischesser, 2005).
O pinheiro-bravo é natural da região mediterrânica ocidental, Sul-atlântica e Norte de África estando presente em massas florestais em França, Espanha, Portugal, Itália, Marrocos, Argélia e Tunísia (Rodríguez Soalleiro et al, 1997; Costa, 1998). É uma espécie que é encontrada em povoamentos puros ou mistos dominantes e mistos dominados (Costa, 1998).
Foi introduzido em diversos países do mundo, dos quais Austrália, África do Sul, Chile e Nova Zelândia entre outros (ISSG, 2005), tomando o comportamento de invasora em alguns países como é o caso de África do Sul (Nayoka, 2003).
No território Português o pinheiro-bravo está representado em todos os distritos do continente (Costa, 1998), para isto contribuiu as sementeiras e plantações que decorreram durante a primeira metade do século onde muitas serras foram plantadas por sementeira a lanço com grandes quantidades de sementes provenientes de todas as partes do país (3-4 kg/ha). Na década de 60 passou-se à plantação de pinhal (Correia et al., 2004). Segundo Brown (2000), nessa época, a área arborizada em Portugal com pinheiro-bravo rondou os 800 mil hectares.
Atualmente a área é de 714 mil hectares, o que representa 23% da área total florestal do país. De facto, nos últimos 15 anos (1995-2010) tem-se assistido a uma diminuição da sua área de cerca de 263 mil hectares (IFN, 2013).
13 Na origem desta diminuição estão os incêndios florestais que consomem anualmente muitos hectares de pinhal e o surgimento do nemátodo da madeira de pinheiro (NMP),
Bursaphelencus xylophilus que provoca uma grande mortalidade natural, mas também a
tentativa do seu controlo que obriga ao abate de muitas árvores não afetadas.
2.2.1 A MADEIRA DE PINHO
2.2.1.1 Fisiologia de formação do lenho
A formação do lenho no tronco e ramos das árvores dá-se pela atividade de duas zonas meristemáticas: o meristema apical localizado no ápice do tronco e ramos responsável pelo crescimento em altura da árvore e comprimento dos ramos e o meristema cambial localizado entre o lenho e a casca é responsável pela formação de xilema e floema e portanto responsável pelo engrossamento quer do tronco quer dos ramos.
Ao conjunto de células meristemáticas que constituem o câmbio dá-se o nome de zona cambial. Estas células, denominadas células iniciais do câmbio, são amplamente vacuolizadas e dividem-se em fusiformes iniciais e radiais iniciais (Figura 8), sendo as primeiras alongadas e com extremidades pontiagudas e as segundas pequenas e frequentemente isodiamétricas.
Figura 8- Representação tridimensional do câmbio vascular (Adaptado de Haygreen & Bower, 1989).
A zona cambial, sendo meristemática, tem a capacidade de se dividir fazendo-o de duas formas distintas: periclinalmente e anticlinalmente. Na divisão periclinal resultam duas
14 células, uma que permanece meristemática e outra que se vai afastar do câmbio sendo xilema se for para dentro ou floema se for para fora (Figura 9) (Haygreen et al., 1989).
Figura 9- Divisão das células cambiais (Adaptado de Haygreen & Bower, 1989).
Após a sua divisão as células fusiformes iniciais desenvolvem-se longitudinalmente dando origem às fibras, aos traqueídos, aos vasos ou ao parenquima axial, já as radiais iniciais desenvolvem-se horizontalmente originando os raios.
Devido às condições climáticas nas regiões temperadas a atividade cambial é nula ou quase nula nos meses frios de inverno, entrando a árvore em dormência vegetativa entre o outono e a primavera. Na primavera a atividade é despontada a nível hormonal nas extremidades do tronco e ramificações, pensando-se que pode acontecer o mesmo nas raízes.
As células formadas no câmbio a partir da divisão celular sofrem posteriormente processos biológicos de desenvolvimento, que tem início na fase de diferenciação celular, que em função do seu teor hormonal vai determinar em que estrutura se vai transformar (traqueídos, fibras, vasos…) (Lousada, 2000). A maturação de uma célula envolve um crescimento em diâmetro e comprimento, que é seguido por um espessamento da parede celular e posterior lenhificação (Carvalho, 1996). A parede celular é constituída por parede secundária que é mais espessa que a primária e que irá determinar as características da madeira (Lousada, 2000).
2.2.1.2 Extrativos
Para além da constituição elementar da madeira com base em carbono, oxigénio e hidrogénio que compõem a celulose, as hemiceluloses e a lenhina, a madeira contém um conjunto diverso de substâncias químicas (resinas, taninos, ceras, gomas, açucares,
15 corantes, cristais, ect), designados por extrativos que se encontram nas paredes e lúmens das células e, nos canais secretores e nos espaços intercelulares, não fazendo parte dos componentes estruturais da parede celular (Figura 10) (Hilliis, 1987; Silva, 2010). Por esse motivo podem ser facilmente removidos por solventes polares e não polares, sem afetar a estrutura celular da madeira e as suas características mecânicas (Fengel & Wegener, 1989; Silva, 2010).
Figura 10- Esquema genérico dos componentes químicos da madeira (Adaptado de Fengel & Wegener, 1989).
O teor de extrativos tem um efeito profundo nas propriedades da madeira, sendo um dos responsáveis pelas diferentes características que as madeiras de diferentes espécies apresentam. Por exemplo, a durabilidade natural da madeira está intimamente relacionada com a toxicidade dos extrativos nela existente. Alguns extrativos causam erosão e corrosão nas ferramentas ou interferem na colagem e acabamento final de alguns trabalhos, como por exemplo, na elaboração de painéis de aglomerados de partículas. Já para utilizações de madeira em estruturas ou aplicações exteriores, um teor elevado de extrativos pode ter vantagens na medida em que, regra geral, corresponde a um aumento da durabilidade da madeira (Silva, 2010).
2.2.2 CARACTERIZAÇÃO E UTILIZAÇÃO DA MADEIRA DE PINUS PINASTER
AIT.
2.2.2.1 Características Macroscópicas
A estrutura macroscópica é formada por todos os elementos visíveis a olho nu (Figura 11), ou mesmo usando lupas com pouca ampliação, sendo as características macroscópicas da madeira estudadas distinguidas em dois grupos: o aspeto resultante do arranjo estrutural textura, o fio e o desenho da madeira e as características físicas como a cor, odor, brilho, densidade e dureza (Tsoumis, 1991; Silva et al., 2014).
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Figura 11- Estrutura macroscópica da madeira resinosa: (CC) casca; (CA) câmbio vascular; (BO) Borne; (CE) cerne; (AC) anéis de crescimento (Adaptado: Schniewind, 1989).
O pinheiro-bravo apresenta um cerne diferenciado vermelho-claro e um borne castanho-avermelhado (Costa, 1998), o seu brilho é diferenciado tendo uma face baça e uma lustrosa, seu odor é forte cheirando a resina.
O arranjo estrutural é variável dentro da espécie e dentro da árvore, estando ligado a características genéticas e do meio onde está inserida, (Silva et al., 2014.). Durante o período de crescimento da árvore ao longo do ano, o lenho formado é heterogéneo devido à diferenciação das células que são formadas em alturas distintas do crescimento. O lenho formado no inicio do período vegetativo, chamado de lenho inicial ou de Primavera, possui células com paredes celulares finas e lúmen grande apresentando macroscopicamente uma cor mais clara. Por outro lado o lenho formado no fim do período vegetativo, chamado de lenho final ou de verão, apresenta células com paredes mais grossas e lúmen mais estreitos, apresentando uma cor mais escura. Ao conjunto destes dois tipos de lenho formados no mesmo ano dá-se o nome de anel de crescimento (Tsoumis, 1991).
2.2.2.2 Características microscópicas
Segundo Siau (1995) as resinosas são fundamentalmente constituídos por dois tipos de elementos: os traqueídos (Figura 12) e os raios lenhosos. Os traqueídos apresentam uma forma alongada e fusiforme, disposta no sentido vertical, com as funções de suporte e transporte da seiva. Por outro lado os raios lenhosos são células com a função de armazenamento e transporte no sentido horizontal.
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Figura 12- Esquema longitudinal dos traqueídos: A) Lenho inicial; B) Lenho final (Adaptado: Siau, 1995).
Tal como já foi referido, os traqueídos formados ao longo de um ano são distintos, os do lenho inicial apresentam paredes finas, lúmenes largos e muitas pontuações aureoladas (Figura 12A), e os do lenho final apresentam paredes espessas, lúmenes pequenos e poucas pontuações aureoladas (Figura 12B). Estas pontuações aureoladas são os locais de comunicação entre dois traqueídos adjacentes (Figura 13).
Figura 13- Pontuação aureolada com a diferenciação entre torus (t) e margo (m). (Adaptado: Butterfield and Meylan, 1972).
Algumas espécies de resinosas como é o caso do pinheiro-bravo podem apresentar outras estruturas tais como canais secretores de resina, responsáveis pela elaboração e
18 transporte de resinas. Estes canais são espaços entre células, estando revestidos interiormente por células epiteliais especializadas na secreção de resina (Oliveira, 2004).
De facto, nas coníferas é muito comum encontrar canais de resina (Figura 14) no xilema das plantas (Hanes, 1927) apesar de nem todas as coníferas os apresentarem. Assim sendo, em 1905, Jeffrey (citado por Ferreira, 2009) classificou as espécies da família pináceas pelos canais de resina.
Figura 14- Estrutura microscópica dos canais de resina em Pseudotsuga mensiezii. (A) Secção transversal; (B) Secção radial. (C) Secção tangencial (Escala = 100 μm) (Adaptado: Rowell,
2005).
Nas espécies do género Abies, Tsuga, Cedrus e Pseudolarix os canais de resina são formados em resposta a ferimentos ou ataques nas árvores. Por outro lado no género Pinus,
Pices, Larix e Pseudotsuga são estruturas que aparecem normalmente na formação do
lenho (Bannan, 1936) fazendo parte integrante da sua estrutura.
No 1º grupo de espécies pináceas, os canais de resina formados como resposta aos ferimentos são designados de traumáticos, estando agrupados e confinados a área afetada em series tangenciais. No 2º grupo os canais estão distribuídos individualmente pelo lenho inicial e final, surgindo normalmente mais associados à zona mais externa do lenho inicial e ao lenho final e são maiores que no 1º grupo. Segundo Thompson e Sif ton (1925), no género Pinus os canais de resina são mais fortemente controlados pelos fatores genéticos.
Os canais de resina formados no lenho inicial e final dos anéis de crescimento, desenvolvem-se a partir do cambio, depois de formadas as primeiras camadas de traqueídos (Reid e Watson, 1966).
Para além dos canais de resina de orientação longitudinal, ou seja, paralelos ao eixo de crescimento da árvore, existem também os canais de resina radiais localizados nos raios fusiformes do lenho das árvores. Estes canais de resina radiais encontram-se, normalmente, localizados próximos dos canais de resina longitudinais, possibilitando a sua intercomunicação e formando uma eficaz estrutura em rede (Hodges et al., 1981; Wiedenhoeft e Miller, 2002 citados por Ferreira 2009). No entanto, segundo Koch (1972)
19 menos de 20% dos raios presentes no lenho de árvores de Pinus são do tipo fusiformes e portanto a existência de canais de resina radiais não é tão frequente quanto os longitudinais. Wimmer e Grabner (1997) notaram que as temperaturas elevadas do verão e a alteração do fotoperíodo, afetam a frequência de canais de resina no lenho das coníferas.
Nos Alpes Suíços, Rigling et al. (2003) demonstraram que existe correlação positiva entre a frequência de canais e a temperatura ambiente, independentemente do local. Já Wimmer et al. (1999) referiu que a frequência de distribuição dos canais de resina nos anéis de crescimento, a variação radial e longitudinal no lenho é exercida por fatores, entre outros, como solo, clima e temperatura, no entanto referem existir pouca informação sobre este tema.
Em estudos realizados em P. elliottii, P. palustris e P. taeda não foram encontrados correlações entre a taxa de fluxo de resina e o número de canais de resina, o que, segundo Hodges et al. 1981, pode significar que o fluxo de resina estará ligado provavelmente a características como viscosidade, volume de resina na árvore, pressão de exsudação entre outros.
Recentemente Yang et al. (2007) em árvores de P. radiata demonstraram a existência de uma alta correlação positiva entre a frequência de canais com a temperaturas do ambiente e largura do anel de crescimento e baixa correlação com o tamanho dos canais de resina. No mesmo trabalho conclui-se que o número e o tamanho dos canais de resina aumentam da medula para a casca
2.2.2.3 Propriedades mecânicas
O facto de a madeira ser um material heterogéneo e anisotrópico, ou seja as propriedades manifestam-se quantitativamente e qualitativamente de forma diferente nas diferentes direções, faz com que o seu comportamento mecânico seja variável consoante o plano onde é realizada a força. Forças elevadas podem levar a deformação do material o que condiciona o seu uso.
A estrutura do lenho das árvores foi orientada durante o seu crescimento para responder a ações ambientais, como a ação do vento (semelhante a um esforço de flexão) e a ação gravítica (esforço de compressão) (Pereira e Higa, 2009) o que faz com que naturalmente ela apresente resistência a estes dois tipos de esforço. No entanto, quando está em uso há outros tipos e magnitude de esforços que lhe são exigidos tais como:
20
Tração paralela às fibras: A madeira possui uma elevada resistência à tracção paralela às fibras.
Compressão paralela às fibras: A resistência à compressão paralela às fibras da madeira é elevada. Como exemplo de peças sujeitas a este esforço podem-se referir os pilares
Os esforços de flexão paralela à fibras despertam nas peças de madeira dois tipos de comportamento: no intradorso surgem esforços de compressão e na zona de extradorso as fibras são tracionadas. Isto leva a que ocorra na zona comprimida uma pré-rotura localizada, caso o limite de resistência à compressão seja ultrapassado. No fim, as peças rompem por rotura e estilhaçamento das fibras de extradorso quando a tensão resistente máxima à tração é ultrapassada (Pereira e Higa, 2009).
A resistência à flexão estática é expressa pelo módulo de ruptura (MOR) e pelo módulo de elasticidade (MOE) sendo que:
• Módulo de Elasticidade – MOE (ou Módulo de Young) fornece uma indicação sobre o grau de rigidez do material, em que quanto maior for o módulo, maior será a rigidez, ou seja, menor será deformação elástica resultante da aplicação da força (corresponde à inclinação da recta de proporcionalidade);
• Módulo de Rutura MOR é à tensão correspondente ao ponto de máxima carga atingida durante o ensaio (Pmax)
O conhecimento destes parâmetros é de extrema importância para o cálculo de estruturas e classificação de elementos estruturais, pois permite medir a rigidez da madeira e o peso que a madeira suporta até à sua rutura.
Desta forma devido às propriedades bastante diversas da madeira existem vários sistemas de classificação que se baseiam em partes visual dos defeitos (EN 518: 1995) e nos fatores mecânicos (EN 519: 1995). O pinheiro bravo está classificado em duas classes de qualidade (E) para estruturas e (EE) especial para estruturas, definidas por características como taxa de crescimento, inclinação do fio, fendas, bolsas de resina ou casca inclusa, descaimento, empenos e existência de medula. A resistência da madeira é definida pela NP EN 338 onde o pinheiro bravo é incluído na classe C18 como se pode ver na Quadro 3 (Silva, 2014.).
21
Quadro 2- Valores característicos para a classe de resistência C18 onde a madeira de pinheiro bravo se encontra (NP EN 338 (2001) - Madeiras para estruturas. Classes de resistência. IPQ).
Propriedades de resistência N/mm2
Flexão 18
Tração paralela ao fio 11
Tração perpendicular ao fio 0.5
Compressão paralela ao fio 18
Compressão perpendicular ao fio 2.2
Corte 2.0
Propriedade de rigidez kN/mm2
Módulo de elasticidade paralela ao fio 9
Módulo de elasticidade perpendicular ao fio 0.30
Módulo de distorção 0.56
2.3 A RESINA
Resinas são substâncias não voláteis formadas em diferentes plantas como resultado das atividades metabólicas, e que é exalada naturalmente ou de forma forçada por meio de incisão ou infecção. Elas são misturas de vários compostos, incluindo flavonóides, terpenóides, e de substâncias gordas (Dell and McComb, 1979)
A resina da Pinus pinaster é insolúvel em água, mas solúvel em dissolventes orgânicos, é estável, inerte, amorfa, pegajosa e possui um cheiro característico (Herrero et
al., 2009).
A resina pode ser encontrada em todas as partes das árvores coníferas desde as folhas (agulhas) até as suas raízes, estando, no entanto, a maior parte em estruturas especializadas conhecidas como canais de resina. No pinheiro bravo essas estruturas atingiram um grau de eficiência bastante desenvolvido (Graça, 1984).
Ao contrário da maioria dos extrativos da madeira, a resina concentra-se mais no borne do que no cerne, tornando-se mais abundante à medida que aumenta a altura do
22 fuste (Koch, 1972). Isto pode significar que as árvores que atingem grandes dimensões antes de começarem a formar cerne são, potencialmente, grandes produtoras de resina.
2.3.1 A FORMAÇÃO DE RESINA
A formação da resina é efetuada principalmente pelas células secretoras que se encontram nos canais de resina, mas podem ser encontradas noutras estruturas do lenho, como por exemplo nos raios lenhosos (Palma, 2007).
Estudos realizados por Kostov, (1976), (citado por Palma, (2007)), mostraram que provavelmente as substâncias que dão origem a resina são os hidratos de carbono que se encontram no protoplasma das células vivas, estando o processo ligado à assimilação.
Mais recentemente Marpeau et al. (1998) determinou que nas células secretoras dos canais de resina, a síntese de sesquiterpenos, constituintes dos ácidos resínicos, é realizada quando o reticulo endoplasmático rodeia um tipo particular de leucoplastos. Conclui-se também que a composição terpénica da resina é variável de tecido para tecido, mas também em função da origem geográfica do individuo ou o seu estádio de desenvolvimento.
Ataques ou acontecimentos traumáticos para as árvores leva a uma resposta por parte desta que desencadeia alterações anatómicas no câmbio, formando canais de resina traumáticos (Nagy et al., 2000). Em estudos realizados em Pinus silvestris L. atacados por desfolhadores observou-se que o fluxo de resina nos canais era maior nas árvores que sofriam o maior ataque, e as não atacadas eram as que tinham menor fluxo de resina, concluindo assim que o ataque induziu a produção de resina na árvore (Kyto et al., 1999).
2.3.2 FACTORES QUE INFLUENCIAM A PRODUÇÃO DE RESINA
Segundo Coppen e Hone (1995) a resinagem é uma atividade que está dependente da qualidade (% de terebintina) e quantidade de resina produzida por uma espécie. Desta forma a produção está ligada a dois grandes grupos de fatores: fatores naturais e fatores tecnológicos.
Os fatores naturais podem ser de origem biológicas (espécie, proveniência, genética do indivíduo), meteorológicas (temperatura do ar, humidade relativa do ar, precipitação, vento e luz), geográficos (latitude, longitude, exposição) e do povoamento (tipo de floresta, classe de qualidade, densidade, idade) (Kostov, (1976), citado por Palma, 2007). Já Gurgel
23 e Faria (1978) acrescentam que a fertilidade e a sanidade do povoamento são também aspetos de bastante importância na produção de resina.
Os fatores tecnológicos dependem do método de resinagem, dimensão das feridas (Kostov, (1976), citado por Palma, 2007), estimulantes usadas e intensidade de resinagem (Gurgel e Faria, 1978).
As espécies do género Pinus tem uma boa aptidão para produzir resina, facto que se deve aos canais de resina possuírem células epiteliais com paredes finas e não lenhificadas como é no caso do pinheiro bravo (Graça, 1984).
Segundo Gurgel e Faria (1978) a temperatura, a humidade do ar e solo e a precipitação influenciam positivamente a produção de resina, sendo as regiões com períodos longos secos e quentes e com humidade do solo as mais favoráveis para produções mais elevadas. As temperaturas baixas tornam a resina menos líquida e associado a uma humidade alta faz com que se forme raspa, que pode chegar a impedir a saída de resina dos canais. Também Rodrigues (2006) refere que o desempenho de produção de resina é afetado pela temperatura e condições edáficas, sendo que o melhor rendimento está associado às estacões mais quentes e a solos relativamente pobres e/ou temporariamente alagados.
Em estudos usando fertilizações de azoto Kyto et al. (1999) constatou que existe um aumento de canais de resina verticais, mas não foi encontrada uma correlação notória entre a densidade de canais e a produção de resina. Por outro lado Gurgel e Faria (1978) afirmam que a fertilização aumenta a taxa de crescimento da árvore e consequentemente há uma maior produção de resina.
2.3.3 CONSEQUÊNCIAS DA RESINAGEM PARA A ÁRVORE
Todos os autores, Themudo e Carneiro (1958), Figueiredo Filho (1991) e Guardia (1998) são unânimes a afirmar que a árvore tem perdas de crescimento quando sofrem resinagem. Em Portugal chegou mesmo a ser constituída uma Comissão para estudar essas perdas no ano de 1880 (Palma, 2007).
Themudo e Carneiro (1958) dizem que a madeira só perde aproveitamento a partir do ano em que começa a ser resinada, estando o lenho em perfeitas condições para ser usada na indústria da serração até aquela altura. Em termos de perdas de acréscimo lenhoso estes autores não as consideram significativas por apenas se perder crescimento
24 no local onde é executada a resinagem e ser aquela uma área percentualmente pequena do perímetro da árvore.
Gomes (1954) (citado por Palma, 2007) com dados de 40 árvores (20 resinada e 20 não resinadas) da Mata Nacional de Leiria, constatou que durante um período de 20 anos o acréscimo médio foi de 3.75 cm e 4.6 cm em árvores resinadas e não resinadas respectivamente, e que este valor se revelou estatisticamente significativo.
Em trabalhos realizados por Guardia (1998) foi estimado de forma teórica uma redução anual 10% na produção lenhosa. Já Figueiredo Filho (1991) em 44 árvores (22 resinada e 22 não resinadas) de Pinus elliottii Engekm. var. elliottii constatou que a redução de acréscimo foi de 14.99% em volume e 12.02% da altura. Os testes estatísticos aplicados não revelaram, no entanto, diferenças significativas. Este autor acrescenta ainda que o rendimento proporcionado pela resina compensa plenamente as perdas de crescimento registadas.
Relativamente à qualidade da madeira implicando a resinagem uma reação fisiológica da árvore é espectável que pode possa influênciar diversos aspetos qualitativos da madeira, entre elas as propriedades físicas e mecânicas (Cademartori, 2012).
Em estudos realizados por Camargo (s.d.) em Pinus caribaeavar. hondurensis conclui-se que a resinagem afeta as propriedades físicas e mecânicas da madeira, mas de uma forma não significativa, o que não compromete a sua utilização nem restrições para fins estruturais.
Em estudos realizados por Kinastowski (1959) (citado por Rincoski, 1994) ficou demonstrado que a resinagem não afeta a densidade da madeira, e que aumenta a resistência à compressão, mantendo inalterada a flexão estática e a resistência ao impacto. Por outro lado, Tomaselli et al. (1981) concluiu que a resinagem não afecta a densidade e as retrações na madeira, mas diminui a resistência mecânica da flexão estática e compressão paralela.
Relativamente às alterações no teor de extractivos quando se resina uma árvore Sousa (2003), em estudos feitos em Pinus pinaster, observou que as principais diferenças encontradas entre árvores resinadas e não resinadas existiam apenas no local da ferida, ou seja, zonas das árvore resinadas que não tinham sofrido feridas não possuíam maior teor de extrativos do que as árvores não resinadas.
É, no entanto, evidente que as marcas deixadas pela resinagem na zona das incisões (no caso da resinagem à vida) leva a uma depreciação do valor do toro basal, mais
25 afetado diretamente por esses trabalhosos, podendo assim limitar a utilização da mesma como madeira maciça, quer pela aparência, quer pela dificuldade no acabamento final, bem como na aplicação de vernizes e tintas (Tomaselli et al., 1981), quer mesmo pela existência de descontinuidade no lenho. O destino desta madeira da parte inferior poderá ser a indústria de painéis ou biomassa para energia e o diferencial de preço relativamente à indústria de serração será compensado pelo rendimento em resina ao longo dos anos (Herrero et al., 2009).
26
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 TRABALHO DE CAMPO
O material utilizado para a realização deste trabalho teve duas origens diferentes. Assim, para os estudos da influência da resinagem nas características da madeira usaram--se rodelas (Figura 15) de espessura entre os 10 e 15 cm tiradas da base e a diferentes alturas de 9 árvores, 3 não resinadas e 6 resinadas, recolhidas na aldeia de Vila Verde, município de Alijo.
Figura 15- Amostras de uma rodela de Pinus pinaster Ait.
As árvores foram previamente marcadas no povoamento com base no número de feridas de resinagem, no último ano resinado e árvores controlo sem resinagem.
Procedeu-se ao abate das árvores marcadas o mais rente possível ao solo, para retirar uma rodela da base, para contagem da idade. Retiraram-se igualmente rodelas a meio da última ferida de resinagem de cada fiada e a 30 cm acima da ferida mais alta na árvore.
Na colheita das rodelas teve-se o cuidado em evitar zonas com nós, bem como que a rodela retirada da parte superior não se encontrasse impregnada de resina pois interferiria nos trabalhos laboratoriais. No total foram recolhidas 26 rodelas.
Para os estudos da influência dos parâmetros dendrométricos e climáticos na produção de resina e a influência da resinagem no crescimento das árvores, selecionaram--se, nos conselhos de Vila Pouca de Aguiar e Paredes de Coura, árvores resinadas e não
27 resinadas de 4 parcelas com orientações diferentes (Norte, Sul, Este e Oeste) de 120 árvores cada. Nas parcelas Norte e Este selecionaram-se 6 árvores (3 resinadas e 3 não resinadas) onde se colocaram 6 dendrómetros. Em cada local foi ainda instalado uma estação meteorológica (Figura 16).
Os dendrómetros foram instalados e retirada a sua medição todas as vezes que se ia ao campo, com um dispositivo chamado micrómetro, a recolha de dados dos dendrómetros, consiste em colocar o micrómetro encostado ao dispositivo na árvore e ver a distância a que se encontra do parafuso central, que com o crescimento da árvore se vai afastando do dispositivo.
As estações meteorológicas foram instaladas perto das parcelas em casa de resineiros para não serem danificadas ou roubadas, e os seus dados recolhidos no final da época da resinagem.
Figura 16- dispositivos de medição instalados nas parcelas/árvores de Paredes de Coura e Vila Pouca de Aguiar. A- estação meteorológica; B – Dendrómetro.
As árvores resinadas por parcela encontravam-se todas no segundo ano de resinagem, possuindo apenas uma fiada de resinagem a ser explorada.
Em cada árvore foram instaladas as bicas. Para isso foi usada a ferramenta “mete bicas” para fazer uma fenda no tronco logo abaixo da ferida que vai ser executada e é introduzida uma placa metálica para encaminhar a resina para o púcaro. O púcaro fica apoiado num prego a 15 cm da placa metálica. (Figura 17)
Depois do material instalado fizeram-se as renovas com o ferro de renova e colocou--se a pasta estimulante da exsudação de resina. Os dados de produção de resina foram recolhidos semanalmente, tirando o púcaro e pesando-o recorrendo a uma balança de precisão de 1 g.
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Figura 17- Dispositivo de recolha de resina usado para a obtenção dos dados de produção.
3.2 TRABALHO LABORATORIAL
3.2.1 PROPRIEDADES ANATÓMICAS
Como já foi referido, para o estudo da influência da resinagem nas características anatómicas da madeira (dimensões transversais dos traqueídos, número e área de canais de resina) utilizaram-se as rodelas colhidas em Vila Verde. A preparação das amostras consistiu em aplainar a face inferior das rodelas, ainda verdes, de modo a facilitar a identificação dos anéis de crescimento, e assim determinar a idade da árvore e o ano em que foi efetuada a ferida de resinagem.
Depois de se terem marcado nas rodelas os provetes que iriam ser utilizados para os estudos anatómicos de forma a que cada provete apanhasse anéis de crescimento antes e após a ferida de resinagem, cortaram-se tendo-se obtido um total de 52 provetes (Figura 18).
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Figura 18- Provetes utilizados para a determinação das dimensões transversais dos traqueídos, do número e área dos canais de resina.
Nestes provetes fizeram-se os cortes histológicos para posterior observação microscópica e análise de imagem.
As imagens foram adquiridas através de uma lupa com uma ampliação de 40x tendo--se utilizado o software IMAGE-PRO PLUS para a sua análise.
Para a contagem do número de canais de resina por anel de crescimento, estabeleceu-se uma área de medição igual para todos os anéis analisados. Todos os canais de resina dentro da área estabelecida ou que estavam mais de metade dentro, foram contabilizados usando a ferramenta Count/Size do software e exportando os dados para a folha de cálculo Excel.
Para determinar as dimensões transversais dos traqueídos (espessura da parede e largura do lúmen) utilizou-se a ferramenta Lineprofile, que consiste em traçar uma linha de perfil que define a intensidade de cor verde de cada pixel. A intensidade da cor verde varia conforme a região onde a linha passa, correspondendo a de mais alta intensidade às zonas de parede e as de mais baixa intensidade às zonas de lúmen. A cada pixel corresponde um valor de intensidade de cor verde, sendo este equivalente a 1.336 μm. O limite entre a parede celular e o lúmen foi definido pela intensidade de 93, ou seja acima deste valor é considerado parede e abaixo deste valor lúmen. Este valor é definido analisando o gráfico que nos é dado.
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3.2.2 DETERMINAÇÃO DO TEOR DE EXTRATIVOS
De cada rodela das árvores não resinadas e das resinadas, foi retirada uma fatia radial. Nas rodelas que apresentavam ferida foram retiradas duas fatias radiais: uma na ferida e outra no lado oposto. Cada fatia foi dividida em 3 partes iguais, uma na zona central, outra a meio e outra na parte mais exterior, uma vez que se pretendia saber a quantidade de extrativos ao longo do raio.
Com o auxílio de um martelo e um formão destacaram-se pequenas lascas de cada zona da fatia tendo sido posteriormente moídas num moinho com um crivo de 2 mm. É importante salientar que todas as amostras foram moídas separadamente e entre cada moagem fez-se a limpeza de todo o material para não haver contaminação entre amostras. O material moído foi colocado em formas de metal devidamente identificadas.
Após a moagem do material foram pesadas 4,000 g +/- 0.004 g de material de cada amostra e colocadas em cartuchos de papel (Figura 19) devidamente agrafados e identificados. Para cada amostra fizeram-se duas repetições.
Figura 19- Cartuchos de papel com a amostra devidamente identificados.
Assim sendo o material usado para determinar o teor de extrativos é constituído por 108 amostras provenientes de 6 árvores.
O processo de extração de cada amostra foi efetuado por um dispositivo de Soxhlet (Figura 20), onde a extração de cada amostra é feita através de refluxo. Para cada amostra foram usados 3 solventes dos quais dois orgânicos (diclorometano e etanol) e um inorgânico (água).
