Agentes Biodeterioradores da Madeira

Agentes Biodeterioradores da Madeira

Manolo Trindade Quintilhan1

ADRIANNA AMORIM DE SOUSA PINTO1

Aylson Costa Oliveira1

Bárbara Luísa Corradi Pereira1

1

AGENTES BIODETERIORADORES DA MADEIRA.

Weslley Candido de Oliveira¹; Manolo Trindade Quintilhan1_{; Adrianna Amorim de Souza}

Pinto1_{; Aylson Costa Oliveira}1_{; Bárbara Luísa Corradi Pereira}1

1 _{Faculdade de Engenharia Florestal, Universidade Federal de Mato Grosso, Brasil}

Resumo: A madeira, por ser um material orgânico, é susceptível a diferentes agentes

biodeterioradores, como fungos e bactérias, insetos e perfuradores marinhos. Denominados de organismos xilófagos, os agentes bióticos são os principais responsáveis pelos danos tidos na madeira. Dentre os fungos, existem os da podridão parda, podridão branca, podridão mole, além dos manchadores, variando em função da deterioração dos diferentes compostos da madeira. Os insetos são divididos em Isoptera (térmitas), Coleóptera (coleobrocas) e, em menor escala Himenóptera (vespas e formigas). Entre os perfuradores marinhos estão enquadrados as algas, esponjas, crustáceos, moluscos e equinodermos. Visto os diversos agentes biodeterioradores e os danos causados por estes, é importante conhecer e fornecer informações básicas a respeito, para melhor utilização da madeira em diferentes condições de exposição a agentes biodeterioradores.

Palavras-chave: organismos xilófagos, deterioração, lenho.

BIODETERIORATINGS AGENTS OF WOOD.

Abstract: Wood as an organic material is susceptible to different biodeteriorating agents such

as fungi and bacteria, insects and marine borers. Named as xylophagous organisms, biotic agents are primarily responsible for damage to wood. Among the fungi there are those of brown rot, white rot, soft rot, as well as staining, varying in function of the deterioration of the different wood compounds. The insects are divided in Isoptera (termites), Coleoptera (coleobrocas) and in smaller scale to Himenóptera (wasps and ants). Among the marine perforators are algae, sponges, crustaceans, mollusks and echinoderms. In view of the various biodeteriorating agents and the damage caused by these, it is important to know and provide basic information about, for better use of Wood, under different conditions of exposure to biodeteriorating agents.

Keywords: xylophagous organisms, deterioration, timber. 1. INTRODUÇÃO

Por ser um material biológico a madeira está sujeita ao ataque de agentes biodeterioradores que a decompõem para utilizar seus constituintes como fonte de energia e abrigo, atuando em conjunto com agentes físicos e químicos que aceleram o processo de deterioração (VIVIAN et al., 2014). Durante o processo de biodeterioração, os agentes biodeterioradores têm interesse por 3 compostos fundamentais da estrutura da madeira: celulose, hemiceluloses e lignina. Materiais nitrogenados, amido, açucares, entre outros, que se encontram em menores quantidades, também podem servir de alimento para estes microrganismos (REMADE, 2013).

A instalação e o ataque de agentes biodeterioradores à madeira depende de condições ambientais favoráveis como temperatura, oxigênio e umidade, assim como do teor de umidade da própria madeira (Melo et al., 2010). Dependendo da aptidão de cada organismo,

pode ocorrer o ataque isolado ou em conjunto com vários tipos de organismos concomitantemente.

Os organismos que atacam a madeira são conhecidos como “xilófagos”. Os organismos xilófagos podem ser divididos em 3 grupos: fungos e bactérias, insetos e perfuradores marinhos, que liberam enzimas escavando e deteriorando o lenho da madeira, respectivamente (MENDES e ALVES, 1988).

A deterioração da madeira é mais expressiva quando atacada por fungos, estes organismos têm a capacidade de alterar as propriedades físicas e químicas da madeira, assim como sua estrutura anatômica e como consequência há uma grande diminuição da resistência da madeira (OLIVEIRA et al., 2005). Os fungos se relacionam com a madeira de diferentes formas, podendo apenas manchá-la, ou decompô-la totalmente, sendo classificados como manchadores, emboloradores e apodrecedores (MOTTA et al., 2013).

A ação das bactérias, ocorre durante o estado úmido da madeira. Geralmente esta condição ocorre quando a madeira é recém cortada e transformada em tora, após o processamento industrial primário quando ainda está úmida na forma de peças e lâminas, quando submersa em água ou, caso ela venha a readquirir umidade (MORESCHI, 2013).

Entre os insetos, as principais ordens a se alimentarem da madeira são: Isoptera (térmitas), Coleóptera (coleobrocas) e, em menor escala, Himenóptera (vespas e formigas) (TREVISAN, 2006). Segundo Gonçalves et al. (2013), os insetos denominados de coleobrocas destacam-se entre os prejudiciais à madeira, sendo altamente importantes devido aos grandes danos que causam às espécies de plantios florestais, sendo as do gênero Eucalyptus as principais afetadas.

Para os perfuradores marinhos é atribuído um grande número de organismos de diversos grupos tais como, algas, esponjas, crustáceos, moluscos e equinodermos. O ambiente marinho é o mais agressivo em relação à utilização de madeiras, onde vários são os grupos de organismos que causam a biodeterioração com consequente destruição das estruturas construídas em madeira (MONTANA QUÍMICA, 2017).

Sendo assim, o conhecimento do desenvolvimento e comportamento dos diferentes organismos xilófagos torna-se imprescindível, de forma a buscar eliminar ou mitigar os danos aos produtos madeireiros, potencializando seus usos.

2. AGENTES BIODETERIORADORES 2.1 Fungos Xilófagos

Segundo Moreschi (2013), dentre os grupos mais importantes responsáveis pela maior perda de massa nos vários tipos de produtos florestais, estão os fungos. A classe Basidiomicetos é a responsável pelo apodrecimento da madeira, dividida entre os fungos de podridões parda, branca e mole, que possuem características enzimáticas próprias em relação à decomposição dos elementos primários da madeira (OLIVEIRA et al., 2005).

A ação desses fungos se dá através da penetração de suas hifas pelo lúmen das células, e assim que instalados, produzem uma variedade de metabólitos extracelulares que atuam deteriorando os componentes presentes na parede celular do vegetal (ARANTES e MILAGRES, 2009).

A produção de metabólitos extracelulares durante o processo de deterioração da parede celular é influenciada de acordo com o fungo atuante. As enzimas responsáveis pela

deterioração da celulose e das polioses são hidrolases, que apresentam certa particularidade a um relativo substrato, enquanto as enzimas envolvidas na deterioração da lignina são oxidases, estas geralmente são pouco especificas (ARANTES; MILAGRES, 2009).

Oliveira (2016) descreve que o processo de deterioração da madeira ocorre em estágios graduais e contínuos, e que dependem do fungo que está se desenvolvendo na madeira. O primeiro estágio tem início na liberação de enzimas para a colonização logo após penetrar a superfície da madeira sem a ocorrência de evidências macroscópicas da infecção. Com o decorrer da deterioração notam-se alguns sinais da infecção, esta etapa é caracterizada como recente. Na etapa seguinte, chamada de intermediaria, começa a se observar mudanças na textura e na coloração, porém sua estrutura ainda permanece intacta. No último estágio, a madeira é totalmente desestruturada. Zabel e Morrell (1992) afirmam que todas as etapas de deterioração são semelhantes para os diversos microorganismos, mas a intensidade de deterioração é variável.

Segundo Arantes e Milagres (2009), baseado nestas mudanças geradas em estágios mais avançados de degradação da madeira por diferentes fungos, são sugeridos três tipos de degradação: branca, parda (ou marrom) e macia (mole). As decomposições branca e parda são causadas pelos fungos basidiomicetos, apesar de alguns ascomicetos serem classificados também como fungos de decomposição branca. Assim, na maior parte dos casos, os fungos de decomposição parda são associados com coníferas (gimnospermas), e os de decomposição branca com folhosas (angiospermas).

2.1.1 Fungos da Podridão Branca

Os fungos da podridão branca, representam cerca de 94% dos Basidiomicetos, sendo um dos representantes do pequeno grupo de organismos que possuem a capacidade de despolimerizar, degradar e mineralizar todos os componentes da parede celular vegetal incluindo a celulose, hemiceluloses e lignina, que é a mais recalcitrante deles (KERSTEN e CULLEN, 2007).

Em estágios iniciais, os fungos podem apresentar certa preferência alimentar, tanto para os constituintes químicos quanto para a região da parede celular. Em geral, estes fungos causam maior grau de deterioração nas madeiras de folhosas (SCHWARZE, 2000).

Macroscopicamente, a madeira atacada pelos fungos da podridão branca, tende a perder seu aspecto lustroso e a sua cor natural, tornando-se assim esbranquiçada, como resultado da destruição dos pigmentos, adquirindo uma consistência esponjosa e linhas escuras que demarcam a área atacada (SANTINI, 1988).

Rowell (2005) afirma que, baseado nas características macroscópicas de deterioração, a podridão branca pode ser classificada como: bolsas brancas; mosqueada; e branco-fibrosa.

Microscopicamente, em certas ocasiões, nota-se um gradativo afinamento da parede secundária das células atacadas. Nos estágios iniciais, as hifas colonizam intensivamente os raios e vasos (folhosas), penetrando nas fibras e traqueídeos apenas em estágios mais avançados. A produção de enzimas no topo e na superfície das hifas forma perfurações que em estágios avançados de deterioração podem ser ampliadas, passando de célula para célula, através da penetração na parede celular. As hifas permanecem no lume da célula em

tecidos lignificados, deteriorando a parede celular de dentro pra fora, provocando assim o gradativo afinamento da parede celular (OLIVEIRA, 1986).

Moreschi (2013) ressalta que além do aspecto visual da madeira atacada, ocorre uma crescente perda de peso, e resistência da madeira, pelo constante consumo da celulose, hemiceluloses e lignina.

2.1.2 Fungos da Podridão Parda

Nos fungos da podridão parda a degradação orienta a mineralização dos polissacarídeos, porém a lignina não é solubilizada, permanecendo como um resíduo amorfo (AGUIAR e FERRAZ, 2007).

Analisando a madeira macroscopicamente, Mendes e Alves (1988) citam que a madeira deteriorada por fungos da podridão parda apresenta aspecto de estar levemente queimada, adquirindo coloração parda. A mudança no aspecto da madeira se deve à contínua deterioração da celulose e hemiceluloses, deixando a lignina praticamente intacta, mantendo a estrutura original da madeira enquanto o material permanece com umidade. Depois que a madeira seca, a estrutura mantida pela lignina sofre colapso com facilidade, e acontece a separação em blocos pelo desenvolvimento de fissuras paralelas e perpendiculares na direção da grã da madeira, sucedendo uma proporcional perda de peso e um decrescimento na sua resistência pelo consumo da celulose e hemiceluloses (MORESCHI, 2013).

Santini (1988), descreve que microscopicamente, a lignina residual mantém a estrutura da célula, o que impede a deterioração da célula na direção da lamela média como na podridão branca. A hifa do fungo, situada no lume, secreta enzimas que se disseminam através da parede celular, destruindo carboidratos. Assim que a lignina residual não resiste à força da difusão das enzimas, ocorre o colapso da parede celular, o ataque ocorre de forma não uniforme nas células da mesma região, o que resulta em áreas colapsadas da madeira com podridão parda.

2.1.3 Fungos da Podridão Mole

Oliveira et al. (1986) afirmam que em geral, esta classe de fungos engloba microrganismos com capacidade limitada de degradação, uma vez que seu desenvolvimento ocorre na superfície da madeira, dificilmente penetrando mais que 2cm de profundidade. No estado úmido, a madeira atacada pelo fungo da podridão mole, apresenta superfície amolecida, e ao secar, a superfície apresenta uma coloração mais escura, áspera e com várias fissuras no sentido das fibras (MORESCHI,2013).

2.1.4 Fungos Machadores

Madeiras sob ataque de fungos machadores, adquirem colorações que desvalorizam seu valor comercial dependendo da finalidade, entretanto, estes fungos não causam perda de massa nem mudanças nas propriedades mecânicas de forma expressiva. Devido a isto, estes fungos são classificados como deterioradores secundários da madeira (MORESCHI,

2013). Segundo Eaton (1993), a descoloração da madeira pelo material pigmentado nas cavidades celulares, a torna impermeável devido a obstrução das pontuações pelas hifas do fungo, tal efeito é considerado negativo durante a secagem ou quando se deseja impregnar alguma solução química na madeira.

2.2 Insetos

Os insetos pertencem à classe Insecta do filo Arthropoda. Essa classe é dividida em mais de trinta ordens, dentre elas, para deterioração de madeira são consideras mais importantes: Isóptera, Coleópteras e Himenópteras. Os cupins (térmitas), são vistos dentre os insetos xilófagos, como maiores causadores de danos (PAES e VITAL, 2000). No que se refere as térmitas, existem mais de 281 gêneros e mais de 2.600 espécies, sendo encontrados no Brasil cerca de 200 espécies, onde a Cryptotermes brevis, é a mais importante devido aos danos causados à madeira (GONÇALVES et al., 2013).

Dentre os grupos mais importantes com relação à destruição de materiais celulósicos, são incluídas as térmitas ou cupins pertencentes à ordem Isóptera. Estes insetos apresentam características sociais, vivem em colônias com atividades distribuídas pelas castas com funções definidas: reprodutores, soldados e operários. Podem ser encontrados em uma ampla faixa do meio ecológico, distribuídos pelas regiões mais quentes do mundo, de modo geral as espécies que atacam a madeira podem ser divididas em subterrâneas e de madeira seca (TREVISAN, 2006).

Dentre os insetos xilófagos, os cupins são os mais severos agentes destruidores da madeira, e dentre os cupins xilófagos, os cupins de solo ou subterrâneos são os responsáveis pelos maiores volumes de perda de madeira no mundo (RICHARDSON, 1993). As colônias são localizadas no solo, compostas por milhares de indivíduos, sua ocorrência pode ser evidenciada pela presença de túneis de terra sobre a madeira (CAVALCANTE, 1985). Os cupins xilófagos penetram pelas raízes das árvores atacando basicamente o seu cerne, tornando-as ocas em estágio avançado de colonização, com a construção de túneis e a presença de rachaduras na casca, presença de feridas e reentrâncias (AMARAL, 2002).

Os cupins alimentam-se exclusivamente de celulose, normalmente iniciam a deterioração da madeira pelo lenho mais mole. Em seguida, quando o lenho mais mole se torna insuficiente, passam a atacar a parte do lenho mais dura (MORESCHI, 2013).

Os Coleópteras constituem a maior ordem de insetos, compreendendo mais de 40% dos insetos conhecidos, com cerca de 350.000 espécies descritas. Variam de tamanho, desde aqueles menores que 1,0 mm, até 200 mm de comprimento, podendo ser encontrados em todos os ambientes habitados por outros insetos (COSTA et al., 2008). Podem ser encontrados em todos os estágios de desenvolvimento da floresta causando danos às árvores, como desfolhadores ou xilófagos, dependendo da idade da árvore atacada e de sua capacidade de recuperação ao dano, o ataque destes insetos pode leva-la à morte (TREVISAN, 2006).

Os Coleópteras são dominantes nos trópicos e responsáveis pelos principais prejuízos em essências florestais, porque desempenham papel importante na deterioração da madeira. Em geral, são considerados de importância secundária, porque só atacam ou tem preferência em atacar árvores que apresentem alterações fisiológicas (HOSKING, 1977).

Segundo Oliveira et al. (1986), as brocas possuem hábito alimentar rigorosamente relacionado com o teor de umidade da madeira, atacando apenas sob as seguintes formas: madeira com teor de umidade abaixo de 30%; madeira em fase de secagem, árvores recém-abatidas, com alto teor de umidade e liberando compostos químicos e, por fim, a faixa que compreende desde árvores vivas até troncos em adiantada decomposição.

2.3 Perfuradores Marinhos

Agentes xilófagos que atacam a madeira no meio marinho são conhecidos como “brocas marinhas”. São amplamente distribuídos pelo mundo, e o ataque destes organismos tem maior frequência em regiões onde a temperatura da água é mais elevada (MORESCHI, 2013). A ocorrência do ataque de perfuradores marinhos é muito intensa em regiões tropicais, podendo ocorrer durante todo o ano, tanto no fundo quanto na superfície da água, mas com maior incidência na região das marés (MONTANA QUÍMICA, 2017).

Os danos causados pelo ataque de brocas marinhas podem ou não apresentar aspectos visíveis na superfície da madeira. Logo, o tipo de dano causado, será relativo ao tipo de agente marinho e a forma com que ele ataca (MORESCHI, 2013). O mesmo autor divide em dois grupos os perfuradores marinhos baseado em seu modo de vida. Estes organismos marinhos podem ser crustáceos ou moluscos.

Os organismos incrustantes se fixam à superfície de um substrato durante os estágios iniciais de desenvolvimento, onde permanecem até o final de suas vidas. Entre as várias espécies de animais que incrustam em estruturas de madeira, as cracas são as que ocorrem com maior frequência (MONTANA QUÍMICA, 2017). Segundo Moreschi (2013), o constante ataque na superfície da madeira causado por estes organismos, a tornam friável e facilmente removida pela ação das ondas ou de outras ações mecânicas, forçando estes organismos a continuar a escavar a madeira de forma progressiva em maiores profundidades.

Já os moluscos, atacam a madeira em forma de larvas, penetrando na madeira pelos pequenos espaços existentes na superfície, aumentando a profundidade conforme seu desenvolvimento e aumento de tamanho. Assim, seu ataque pode destruir uma peça de madeira sem, contudo, apresentar danos à superfície. Dessa forma, os danos causados por estes organismos tendem a ser mais severos quando comparados aos crustáceos (MORESCHI,2013).

Todos estes representantes possuem habilidade para perfurar os mais variados tipos de materiais como conchas, rochas, recifes de corais, madeira e outros. A maioria deles penetra no substrato que estão perfurando para sua proteção (MONTANA QUÍMICA, 2017).

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