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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE ENGENHARIA FLORESTAL
Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais e Ambientais
QUALIDADE DA MADEIRA JUVENIL DE CLONES DE
EUCALIPTO CULTIVADOS NA REGIÃO NORTE DE
MATO GROSSO
LAERCIO SERENINE JUNIOR
CUIABÁ-MT
2019
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE ENGENHARIA FLORESTAL
Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais e Ambientais
QUALIDADE DA MADEIRA JUVENIL DE CLONES DE
EUCALIPTO CULTIVADOS NA REGIÃO NORTE DE
MATO GROSSO
Orientador: Prof. Dr. Rafael Rodolfo de Melo
Dissertação apresentada à Faculdade de
Engenharia Florestal da Universidade Federal
de Mato Grosso, como parte das exigências do
Curso de Pós-Graduação em Ciências
Florestais e Ambientais para obtenção do título
de mestre.
Cuiabá-MT
2019
Dados Internacionais de Catalogação na Fonte.
Ficha catalográfica elaborada automaticamente de acordo com os dados fornecidos pelo(a) autor(a).
Permitida a reprodução parcial ou total, desde que citada a fonte.
S483q Serenine Junior, Laercio.
Qualidade da madeira juvenil de clones de eucalipto
cultivados na região norte de Mato Grosso / Laercio Serenine Junior. -- 2019
xii, 75 f. : il. color. ; 30 cm.
Orientador: Rafael Rodolfo de Melo.
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Mato
Grosso, Faculdade de Engenharia Florestal, Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais e Ambientais, Cuiabá, 2019.
Inclui bibliografia.
1. densidade. 2. propriedades mecânicas. 3. retratibilidade. 4. tecnologia da madeira. I. Título.
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho a Deus e a minha
família.
AGRADECIMENTOS
Agradeço em primeiro lugar a Deus que permitiu que eu
realizasse este trabalho sem maiores problemas e sempre com saúde. Aos
meus pais amigos e à minha família, que sempre me apoiaram e me
ajudaram da melhor forma possível.
Tenho que deixar um agradecimento especial ao Tio Tião e a Tia
Edna que me deixaram residir em sua casa durante os primeiros semestres
do mestrado, assim como nos momentos que eu precisei.
Ao professor Dr. Rafael Rodolfo de Melo, pela orientação, ajuda
e toda atenção que disponibilizou sempre que precisei para a realização
deste trabalho. Também ao Prof. Diego Martins Stangerlin, que também
contribui significativamente para estre trabalho em diversas etapas.
Ao professor Dr. Alexandre Florian da Costa por ter aceitado o
convite de membro da banca examinadora.
À empresa Flora Sinop, que permitiu que fossem retirados os
materiais necessários para a realização da pesquisa e à Madeireira Made
Mato Grosso que efetuou o desdobro das toras e cedeu um espaço para
que as pranchas de madeira ficassem armazenadas por um período.
Ao laboratório de tecnologia da madeira da UFMT Campus
Sinop e aos alunos que fazem ou fizeram parte do grupo de estudos do
laboratório, que me ajudaram a realizar os ensaios sempre que possível.
À UFMT e FAPEMAT que contribuíram com a estrutura e aporte
financeiro para a possível realização de toda a pesquisa.
Por fim, ao Programa de Pós-graduação em Ciências Florestais
e Ambientais (PPGCFA), que me proporcionou momentos especiais,
permitiu-me conhecer pessoas competentes e importantes no cenário
acadêmico, além de permitir-me conseguir este título, pra mim, muito
importante.
Sumário RESUMO ..................................................................................................xi
ABSTRACT .............................................................................................xii
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................13
2. OBJETIVOS......................................................................................16
2.1 OBJETIVO GERAL .....................................................................16
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................16
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .............................................................17
3.1 O GÊNERO EUCALYPTUS ........................................................17
3.2 USOS DA MADEIRA DE EUCALYPTUS ....................................18
3.3 PROPRIEDADES DA MADEIRA ................................................19
3.4 PROPRIEDADES FÍSICAS DA MADEIRA..................................20
3.4.1 Densidade ...............................................................................20
3.4.2 Contração e Inchamento .........................................................23
3.5 PROPRIEDADES MECÂNICAS .................................................24
3.5.1 Ensaios mecânicos de resistência ...........................................25
3.6 CARACTERIZAÇÃO DA MADEIRA ............................................30
4 MATERIAL E MÉTODOS .................................................................32
4.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO .............................32
4.2 AVALIAÇÃO DENDROMÉTRICA DO PLANTIO CLONAL ..........33
4.3 ESCOLHA DOS MATERIAIS E PREPARO DAS AMOSTRAS ...35
4.4 OBTENÇÃO DA DENSIDADE BÁSICA NOS SENTIDOS AXIAL E RADIAL ................................................................................................37
4.5 DETERMINAÇÃO DA VARIAÇÃO DIMENSIONAL ....................38
4.6 OBTENÇÃO DA DENSIDADE APARENTE (12%)......................39
4.7 ENSAIOS MECÂNICOS .............................................................40
4.8 ANÁLISE DOS RESULTADOS ...................................................43
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................44
5.1 SELEÇÃO DOS CLONES ..........................................................44
5.2 DENSIDADE BÁSICA NOS SENTIDOS AXIAL E RADIAL .........49
5.3 DETERMINAÇÃO DA VARIAÇÃO DIMENSIONAL ....................53
5.4 DENSIDADE APARENTE (12%), COMPRESSÃO PARALELA E PERPENDICULAR ÀS FIBRAS ...........................................................56
5.5 FLEXÃO ESTÁTICA E DUREZA JANKA ....................................60
6 CONCLUSÕES .................................................................................65
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................66
LISTA DE TABELAS TABELA 1. RESULTADOS DE DENSIDADE BÁSICA PARA O GENÊRO EUCALYPTUS EM DIFERENTES IDADES ENCONTRADOS NA LITERATURA. .........................................................................................22 TABELA 2. TIPOS DE CARACTERIZAÇÃO DA MADEIRA ESTABELECIDAS PELA NORMA NBR 7190 (ABNT, 1997), E OS ENSAIOS NECESSÁRIO PARA CADA UMA DELAS. .............................31 TABELA 3. CLASSES DE RESISTÊNCIA DAS DICOTILEDÔNIA NA UMIDADE PADRÃO DE 12%. .................................................................31 TABELA 4. RELAÇÃO DOS MATERIAIS EXISTENTES NO PLANTIO ESTUDADO. ............................................................................................34 TABELA 5. ENSAIOS MECÂNICOS REALIZADOS PARA A CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA DA MADEIRA DE CLONES DE EUCALIPTOS COM 60 MESES DE IDADE CULTIVADOS NA REGIÃO NORTE DE MATO GROSSO. .................................................................41 TABELA 6. VALORES MÉDIOS DE DIÂMETRO À ALTURA DO PEITO, ALTURA E MORTALIDADE E COMPARAÇÃO DE MÉDIAS. .................45 TABELA 7. VALORES MÉDIOS DO VOLUME DA ÁRVORE, VOLUME POR HECTARE E VOLUME POR HECTARE/ANO E COMPARAÇÃO DE MÉDIAS. ..................................................................................................47 TABELA 8. MATERIAIS SELECIONADOS PARA OS ENSAIOS TECNOLÓGICOS. ...................................................................................49 TABELA 9. MÉDIA DA DENSIDADE BÁSICA DA MADEIRA DE SEIS CLONES DE EUCALIPTO COM 5 ANOS DE IDADE E TESTE DE MÉDIAS. ................................................................................................................50 TABELA 10. INTERAÇÃO DOS VALORES MÉDIOS DE DENSIDADE NOS SENTIDOS AXIAL E RADIAL DA MADEIRA DOS CLONES DE EUCALIPTO ESTUDADOS. ....................................................................52 TABELA 11. VALORES MÉDIOS DE CONTRAÇÃO RADIAL, TANGENCIAL, VOLUMÉTRICA E COEFICIENTE ANISOTRÓPICO DE SEIS CLONES DE EUCALIPTO COM 5 ANOS DE IDADE E TESTE DE MÉDIAS. ..................................................................................................54 TABELA 12. VALORES MÉDIOS DE RESISTÊNCIA (fc0,m) E MÓDULO DE ELASTICIDADE (Ec0,m) OBTIDOS NO ENSAIO DE COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS; RESISTÊNCIA (fc90,m) E MÓDULO DE ELASTICIDADE (Ec90,m) OBTIDOS NO ENSAIO DE COMPRESSÃO PERPENDICULAR ÀS FIBRAS DA MADEIRA DE SEIS CLONES DE EUCALIPTO COM 5 ANOS DE IDADE E TESTE DE MÉDIAS. ..............58
TABELA 13. VALORES MÉDIOS DE RESISTÊNCIA (fM,m) E MÓDULO DE ELASTICIDADE (EM,m) OBTIDOS NO ENSAIO DE FLEXÃO ESTÁTICA, DUREZA JANKA PARALELA ÀS FIBRAS (fH0,m), DUREZA JANKA NO SENTIDO RADIAL (fHRadial,m) E DUREZA JANKA NO SENTIDO TANGENCIAL (fHTangencial,m), DA MADEIRA DE SEIS CLONES DE EUCALIPTO COM 5 ANOS DE IDADE E TESTE DE MÉDIAS. ..............61 TABELA 14. VALOR CARACTERÍSTICOS DE RESISTÊNCIA (fc0,k) E VALOR MÉDIO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE (Ec0,m) OBTIDOS NO ENSAIO DE COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS, VALORES MÉDIOS DE DENSIDADE BÁSICA E DENSIDADE APARENTE, DA MADEIRA DE SEIS CLONES DE EUCALIPTO COM 5 ANOS DE IDADE. ....................64
LISTA DE FIGURAS FIGURA 1. PLANTIO CLONAL DE EUCALIPTO. ....................................18 FIGURA 2. ESQUEMA DO ENSAIO DE COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS. ..................................................................................................26 FIGURA 3. ESQUEMA DO ENSAIO DE COMPRESSÃO PERPENDICULAR ÀS FIBRAS. ..............................................................26 FIGURA 4. ESQUEMA DO ENSAIO DE FLEXÃO ESTÁTICA. ................28 FIGURA 5. ESQUEMA DOS ENSAIOS DE DUREZA JANKA PARALELA E PERPENDICULAR ÀS FIBRAS. ..............................................................29 FIGURA 6. MAPA DE LOCALIZAÇÃO DO PLANTIO CLONAL, EM REFERÊNCIA A UFMT – CAMPUS SINOP/MT. .....................................32 FIGURA 7. ÁREA EXPERIMENTAL. .......................................................33 FIGURA 8. ESQUEMA PARA OBTENÇÃO DAS AMOSTRAS UTILIZADAS PARA OS ENSAIOS. ...............................................................................36 FIGURA 9. PRANCHAS DE MADEIRA SECANDO À SOMBRA E POSTERIORMENTE DESDOBRADAS. ..................................................36 FIGURA 10. AMOSTRAS UTILIZADAS PARA OBTENÇÃO DA DENSIDADE BÁSICA NOS SENTIDOS LONGITUDINAL E RADIAL. .....38 FIGURA 11. OBTENÇÃO DA DENSIDADE APARENTE SE UTILIZANDO DE PAQUÍMETRO, RÉGUA E BALANÇA. ..............................................40 FIGURA 12. ESQUEMA DO ENSAIO DE COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS (a); DO ENSAIO DE COMPRESSÃO PERPENDICULAR ÀS FIBRAS (b); DO ENSAIO DE FLEXÃO ESTÁTICA (c); DOS ENSAIOS DE DUREZA JANKA PARALELA (d) E PERPENDICULAR ÀS FIBRAS (e). .42 FIGURA 13. GRÁFICO ILUSTRANDO OS VALORES MÉDIOS DE DENSIDADE APARENTE (12%) DA MADEIRA DE SEIS CLONES DE EUCALIPTO COM 5 ANOS DE IDADE E TESTE DE MÉDIAS. ..............57
xi
RESUMO
O Eucalipto é uma das espécies mais importantes e a base da silvicultura florestal no Brasil. Porém, no estado de Mato Grosso estudos voltados aos plantios florestais ainda são bastante incipientes. Híbridos de Eucalyptus vêm apresentando elevado potencial, porém, para a região norte de Mato Grosso, não há um material genético produzido para as características edafoclimáticas da região e o eucalipto plantado no estado é utilizado quase que exclusivamente para fins energéticos. Logo, a sua caracterização tecnológica apresenta grande importância. Diante disso, o presente estudo teve por objetivo realizar a avaliação das propriedades tecnológicas da madeira juvenil de clones de eucalipto cultivados na região Norte do Mato Grosso. Para isso, foi feito a medição do diâmetro à altura do peito e altura de todas as árvores de um plantio contendo 21 clones de Eucalyptus plantados no município de Sinop. Com base na mortalidade e produtividade de cada material, foram escolhidos seis clones dentre os superiores, e destes abatidas cinco árvores aleatoriamente. Os clones selecionados foram utilizados para a caracterização tecnológica da madeira. Foram determinadas: a variação axial e radial da densidade básica da madeira; a retratibilidade da madeira foi determinada por meio das contrações lineares no sentido radial e tangencial, contração volumétrica, e determinação do coeficiente anisotrópico; a densidade aparente; e as propriedades mecânicas da madeira (compressão paralela, compressão perpendicular; flexão estática e dureza). Dentre os clones avaliados, o híbrido Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis foi que apresentou o melhor desempenho. Não foi possível determinar um padrão de comportamento na variação da densidade básica no sentido axial, porém, no sentido radial a densidade aumentou no sentido medula-casca. Em relação a variação dimensional, identificou-se que dois dos seis clones avaliados obtiveram a classificação da madeira como sendo excelente, já os outros materiais estudados foram classificados como madeira normal. Considerando os ensaios mecânicos, de maneira geral, os clones analisados obtiveram valores intermediários de resistência e rigidez, podendo ser empregadas em usos estruturais menos exigentes. Palavras-chave: densidade, propriedades mecânicas, retratibilidade, tecnologia da madeira.
xii
ABSTRACT
Eucalyptus is one of the most important species and the basis of forest forestry in Brazil. However, in the state of Mato Grosso, studies on forest plantations are still very incipient. Eucalyptus hybrids are showing high potential, yet, for the northern region of Mato Grosso, there is no genetic material produced for the region’s edaphoclimatic characteristics and the eucalyptus planted in the state is used almost exclusively for energy purposes. Therefore, its technological characterization is of great importance. Thus, the present study aimed to evaluate the technological properties of juvenile wood from eucalyptus clones grown in northern Mato Grosso. For this, the diameter measurement at chest height and height of all the trees of a plantation containing 21 Eucalyptus clones planted in the city of Sinop. Based on the mortality and productivity of each material, six superior clones were chosen, and from these five randomly felled trees. The selected clones were used for the technological characterization of the wood. The following parameters were determined: axial and radial variation of the basic wood density; the wood shrinkability was determined by means of the linear and radial contractions, volumetric contraction, and determination of the anisotropic coefficient; the bulk density; and the mechanical properties of the wood (parallel compression, perpendicular compression, static bending and hardness). Among the clones evaluated, the hybrid Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis showed the best performance. It was not possible to determine a behavior pattern in the basic density variation in the axial direction, but in the radial direction the density increased in the spinal-shell direction. In relation to dimensional variation, it was identified that two of the six evaluated clones obtained the classification of the wood as excellent, since the other materials studied were classified as normal wood. Considering the mechanical tests, in general, the analyzed clones obtained intermediate values of resistance and rigidity, being able to be used in less demanding structural uses. Keywords: density, mechanical properties, shrinkability, wood technology.
13
1. INTRODUÇÃO
As florestas plantadas estão cada vez mais presentes no
fornecimento de madeira para diversos fins, em substituição à madeira
oriunda de florestas nativas. O rápido crescimento, a produtividade das
florestas plantadas e as tecnologias do setor florestal favorecem tal cenário
(BENIN et al., 2017). Assim, pesquisas que buscam caracterizar
tecnologicamente espécies provenientes de florestas renováveis e de ciclo
curto estão cada vez mais frequentes.
Dentre as espécies utilizadas para reflorestamento, as espécies
do gênero Eucalyptus têm se destacado. O Brasil possui características
edafoclimáticas favoráveis a plantios florestais com espécies do gênero
Eucalyptus. A elevada produtividade, homogeneidade e a potencialidade
de usos múltiplos destas espécies fazem com que haja crescimento de
mercado consumidor desta matéria-prima, resultando no crescimento de
produtores interessados no seu plantio (BRAZ et al., 2014).
As florestas plantadas ocupam 7,84 milhões de hectares e
apesar de representar menos de 1% do território nacional, são
responsáveis por mais de 90% de toda a madeira utilizada para fins
produtivos. Atualmente, os plantios de eucalipto ocupam 5,7 milhões de
hectares, tendo um crescimento de 2,4% ao ano nos últimos cinco anos
(IBÁ, 2017).
O diversificado uso da madeira de eucalipto deve-se a
quantidade de espécies, variedades e híbridos desse gênero. A qualidade
desses materiais está intimamente ligada a um conjunto de fatores, tais
como: idade, material genético, sítio, espaçamento, nutrição e interações
ambientais (DOWNES et al., 1997). Além das diferenças entre os materiais
genéticos, a qualidade do sítio afeta a produtividade da floresta de forma
significativa, podendo então modificar a qualidade da madeira, alterando o
uso do material (LARSON et al., 2001).
Os programas de melhoramento genético vêm resultando em
materiais com rápido crescimento e elevada produtividade, fazendo com
que povoamentos florestais sejam colhidos cada vez mais jovens
(LATORRACA e ALBUQUERQUE, 2000). Portanto, a avaliação da madeira
14
de plantios jovens é, atualmente, de grande importância, haja vista a
tendência de colheita de árvores em idade precoce.
A eficiente utilização de um material, principalmente para fins
estruturais, está condicionada ao conhecimento de suas propriedades
físico-mecânicas (VIVIAN et al. 2010).
Segundo Marchesan (2016), para a obtenção de produtos de
qualidade é de fundamental importância o conhecimento das propriedades
físicas e mecânicas da madeira. São essas as propriedades que irão definir
o correto uso da madeira, dentre eles, o uso estrutural.
No estado de Mato Grosso, o Eucalipto, independentemente da
espécie ou híbrido cultivado, é utilizado quase que exclusivamente para fins
energéticos, principalmente em secadores de grãos e indústrias. Além
disso, não há um material clonal que foi desenvolvido exclusivamente para
a região norte do Estado. Devido a interação espécie-ambiente, as plantas
podem apresentar comportamentos distintos quando plantados em
ambientes diferentes, portanto não pode-se extrapolar resultados
observados em um determinado ambiente para outros ambientes
(KAGEYAMA E CASTRO, 1989).
A avaliação dos materiais plantados no Mato Grosso é de grande
relevância, pois permitirá que se faça a seleção de clones que
comprovadamente terão sucesso em seu estabelecimento na região.
Adicionalmente, estudos que busquem fazer a caracterização tecnológica
desses materiais permitirá selecionar cultivares que tenham potencial para
utilização diversificada da madeira, como por exemplo o uso estrutural.
A silvicultura intensiva no estado de Mato Grosso encontra-se
em fase inicial, sendo que fatores como altos preços de terras causados
pela hegemonia agrícola da região, aliado a oferta ainda existente de
madeira nativa e falta de demanda de madeira proveniente de floresta
plantada dificultaram ao longo dos anos o desenvolvimento do setor.
Porém, as restrições ambientais impostas para a exploração de vegetação
nativa deve impulsionar o avanço da silvicultura, ampliando também as
pesquisas relacionadas a qualidade da madeira.
Neste sentido, a caracterização das propriedades físicas e
mecânicas de espécies florestais, principalmente de espécies de rápido
15
crescimento, apresentam grande potencial para suprir uma escassez de
informações no setor no Estado do Mato Grosso. Outro fator relevante é a
idade, sendo que o estudo de madeiras juvenis podem trazer importantes
resultados e parâmetros que permitirão definir utilizações mais
diversificadas para madeiras colhidas precocemente.
16
2. OBJETIVOS
2.1 Objetivo geral
O presente estudo tem por objetivo realizar a caracterização
tecnológica da madeira juvenil de clones de eucalipto cultivados na região
Norte do Mato Grosso.
2.2 Objetivos específicos
Indicar quais clones apresentam maior potencial para
implantação na região Norte do estado de Mato Grosso;
Avaliar as propriedades físicas (densidade básica, densidade
aparente e retratibilidade) e mecânicas (compressão paralela, compressão
perpendicular; flexão estática e dureza) da madeira dos clones
selecionados;
Propor recomendações de usos para os clones que apresentem
maior potencial de utilização na região.
17
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 O gênero Eucalyptus
No gênero Eucalypus encontram-se as mais bem-sucedidas
espécies arbóreas plantadas comercialmente nas zonas tropicais. Isso se
deve principalmente ao rápido crescimento, diversidade de espécies e
atendimento a uma ampla gama de propósitos industriais (SANTOS, 2002).
Por conta dessas características, os primeiros plantios de
Eucalyptus no Brasil tiveram como objetivo o suprimento de matéria-prima
para os setores de carvão e produção de celulose. As primeiras áreas
implantadas no país foram no Estado do Rio Grande do Sul em 1868. A
consolidação do gênero ocorreu a partir de 1903, na região de Jundiaí,
Estado de São Paulo, através de iniciativas da Companhia Paulista de
Estradas de Ferro, visando à produção de lenha para as locomotivas a
vapor e dormentes para as estradas de ferro (ANDRADE, 1961).
No ano de 2016, a área ocupada por plantios de eucalipto no
país totalizou aproximadamente 5,7 milhões de hectares no país. Os
Estados com as maiores áreas com o gênero plantado são: Minas gerais
(24%), São Paulo (17%), Mato Grosso do Sul (15%) (IBÁ, 2017). O Mato
Grosso não aparece dentre os destaques, demonstrando que a silvicultura
do Eucalipto no Estado ainda é bastante incipiente.
As pesquisas realizadas em universidades, institutos de
pesquisa e empresas florestais estão se intensificando, tornado o Brasil um
país de elevado nível técnico-científico nas diversas áreas da
eucaliptocultura. Dentre as inúmeras áreas de pesquisa, deve-se destacar
às de fisiologia, melhoramento e genética florestal, sendo que essas
proporcionam o domínio de técnicas de propagação vegetativa e de
obtenção de híbridos, além da de tecnologia da madeira, que proporciona
a ampliação de seus usos (ALZATE et al., 2005).
Segundo os autores supracitados, o estudo dos parâmetros da
qualidade da madeira dos híbridos e espécies é fundamental, haja vista que
o uso da madeira para usos múltiplos possui grande importância para o
desenvolvimento do setor florestal brasileiro.
18
FIGURA 1 – PLANTIO CLONAL DE EUCALIPTO.
3.2 Usos da madeira de Eucalyptus
A madeira de eucalipto é amplamente utilizada pela sua
qualidade e versatilidade de aplicação para diferentes produtos. A
qualidade está intimamente ligada a matéria-prima usada para sua
produção, que, por sua vez, depende de uma série de características
físicas, químicas, anatômicas e mecânicas da madeira (FREDERICO,
2009).
A madeira de eucalipto tem sido utilizada como madeira serrada
em diversos países, como a Austrália, Chile, Nova Zelândia, África do Sul,
Uruguai e Argentina (PONCE, 1995). No Brasil, porém, o uso do eucalipto
como madeira serrada ainda é pequeno, sendo utilizado principalmente
pelas indústrias de papel e celulose (34% da área plantada), por
proprietários independentes que vendem a madeira in natura (29% da área
plantada) e para energia (carvão vegetal e lenha) (14% da área plantada)
(IBÁ, 2017).
Porém, o gênero Eucalyptus possui enorme potencial do ponto
de vista de fornecimento de matéria-prima para os diferentes setores
madeireiros, inclusive o de madeira serrada. O gênero apresenta grande
variabilidade considerando a resistência mecânica da madeira, sendo que
esta pode variar de baixa a muito elevada. Isso ocorre principalmente
19
devido ao grande número de espécies, que, através dos programas de
melhoramento genético, melhoram suas características a cada dia
(OLIVEIRA, 1997).
Santos et al. (2008), estudando a madeira juvenil de híbridos de
eucalipto, concluíram que os materiais estudados apresentaram bons
resultados para a utilização como madeira maciça, sendo uma opção para
aumentar a rentabilidade econômica das florestas plantadas.
Portanto, é um gênero que possuí grande importância para o
setor florestal do país, haja vista que sua madeira pode ser utilizada para
inúmeros fins, como celulose e papel, madeira sólida, móveis, bioenergia,
dentre outros (HSING et. al, 2016).
3.3 Propriedades da madeira
A madeira é utilizada como matéria-prima pelos seres humanos
desde os primórdios, sendo que este é um material versátil e natural. As
principais características da madeira são as propriedades físicas, das quais
se destacam a densidade, umidade e a retratibilidade; e as propriedades
mecânicas, das quais se destacam a resistência da madeira a compressão,
flexão estática, cisalhamento e dureza (TSOUMIS, 1991).
A busca de conhecimento sobre o uso de diferentes espécies
florestais, através de estudos sobre suas propriedades tecnológicas,
permite que o leque de opções de mercado chegue a um nível adequado,
justificando as pesquisas de diferentes fontes de matéria-prima de origem
florestal (CARVALHO et. al, 2015).
A determinação das propriedades devem ser realizadas através
de ensaios de laboratório especializados, utilizando-se de pequenas
amostras e livres de defeitos, empregando-se normas técnicas que
especificam os procedimentos e dimensões dos corpos de prova (ARAÚJO,
2007). A aplicação de uma mesma norma técnica permite que os resultados
obtidos sejam reprodutíveis e comparáveis em qualquer tempo ou espaço,
uniformizando as investigações (BERALDO, 1987).
As principais normas utilizadas para a caracterização
tecnológica da madeira são a norte-americana (ASTM) e a Pan-americana
20
(COPANT). Existe ainda o antigo Método Brasileiro MB26 de 1940,
reeditado em 1980 como NBR 6230, correspondente à NBR 7190, de 1997,
atual norma brasileira para a determinação das propriedades das madeiras
(LOGSDON et al., 2008).
3.4 Propriedades físicas da madeira
3.4.1 Densidade
A densidade básica da madeira pode ser considerada como a
quantidade de matéria lenhosa por unidade de volume ou, de modo inverso,
o volume de espaços vazios inerentes à madeira (PERES et al., 2012).
A densidade básica da madeira é reconhecida como um dos
mais importantes parâmetros para avaliação da sua qualidade, por ser de
fácil determinação e estar relacionada às suas demais características
(SHIMOYAMA E BARRICHELLO, 1991).
Segundo Oliveira et al. (2005), madeiras mais homogêneas, no
que diz respeito a sua densidade, apresentam melhor comportamento nas
operações de processamento, refletindo em uma maior uniformidade de
suas demais propriedades tecnológicas.
A densidade básica está associada a várias características da
madeira. Ela varia de espécie para espécie, entre árvores da mesma
espécie, radial e longitudinalmente em uma mesma árvore, ao longo da
idade, com diferentes espaçamentos e locais de plantio (MOKFIENSKI et
al., 2003; ALZATE et al., 2005) e em função da taxa de crescimento
(TOMAZELLO FILHO, 1985; SOUZA et al., 1986).
A variação longitudinal da densidade da madeira de eucalipto
mostra ser decrescente com a altura, decrescente até certo ponto e
crescente no topo da árvore ou crescente da base para o topo, não
obedecendo a um padrão uniforme de variação (PANSHIN e ZEEUW,
1980). Já no sentido radial, o padrão de variação mais comum é o seu
aumento da medula em direção à casca. A variação na espessura da
parede das fibras e a consequente redução no diâmetro do lume, são os
21
principais responsáveis pelo aumento deste parâmetro no sentido medula-
casca (TOMAZELLO FILHO, 1985).
A variabilidade da maior parte das propriedades mecânicas da
madeira pode ser estimada com base na variação da densidade. Essa boa
correlação entre tais propriedades se deve principalmente as alterações
nas dimensões das paredes celulares, sendo que a densidade tende a
aumentar com a idade, em função do aumento da espessura da parede
celular e diminuição da largura das células (VIVIAN et al., 2010).
Segundo Panshin e Zeeuw (1980), a densidade, normalmente,
aumenta rapidamente no período juvenil. Depois, este aumento se torna
mais lento até atingir a maturidade, permanecendo mais ou menos
constante. Os mesmos autores afirmam que as propriedades de resistência
da madeira estão correlacionadas com a densidade. A presença de
extrativos na madeira pode alterar a relação entre a densidade e as
propriedades mecânicas, provocando aumento, principalmente na
resistência à compressão axial da madeira.
Em estudo realizado com Eucalyptus grandis aos 24, 36 e 72
meses de idade, foi observado que para a densidade básica, as dimensões
das fibras e o diâmetro dos vasos do lenho das árvores, aumentaram com
a idade e que as variações observadas nessas características, até 72
meses de idade, indicaram que o meristema cambial estava formando o
lenho juvenil (SETTE JÚNIOR et. al., 2012). Santana et al. (2012) também
obtiveram um aumento gradativo da densidade básica da madeira em um
clone de Eucalyptus grandis e Eucalyptus uropylla, considerando as idades
de 34, 48, 61, 74 e 86 meses.
A Tabela 1 apresenta resultados encontrados de densidade
básica da madeira de variados autores encontrados na literatura.
22
TABELA 1 – RESULTADOS DE DENSIDADE BÁSICA PARA O GENÊRO EUCALYPTUS EM DIFERENTES IDADES ENCONTRADOS NA LITERATURA.
Espécie Idade
Densidade
básica
(g/cm³)
Autor
Eucalyptus grandis 24 meses 0,430 Sette Junior et al.
(2012)
Eucalyptus saligna 24 meses 0,436 Trugilho et al.
(1996)
Eucalyptus grandis x
Eucalyptus urophylla 27 meses 0,449 Hsing et al. (2016)
E. grandis x E.
urophylla
30 e 35
meses 0,400 Braz et al. (2014)
Eucalyptus grandis x
Eucalyptus uropylla 36 meses 0,444
Gouvêa et al.
(2011)
Eucalyptus sp. 48 meses 0,448 Trugilho et al.
(2015)
Eucalyptus grandis - 0,420
Instituto de
Pesquisas
Tecnológicas (IPT)
(2018)
Considerando a variação da densidade básica da madeira no
sentido longitudinal, Hsing et al. (2016), Alzate et al. (2005), Sette Júnior et
al. (2012) e Lopes et al. (2011) obtiveram comportamentos distintos,
demonstrando que não há um padrão definido para o gênero Eucalyptus.
Considerando a variação radial, os autores concluíram que a
densidade básica da madeira de eucalipto aumenta gradativamente no
sentido medula-casca. Esse modelo foi retratado para diferentes espécies
de eucalipto por diversos autores, dentre eles Panshin e Zeeuw (1980),
Tomazello Filho (1985), Shimoyama e Barrichelo (1991), Oliveira (1997),
Gonçalves (2006).
23
3.4.2 Contração e Inchamento
Além da densidade básica da madeira, outra propriedade física
de grande importância para se determinar os possíveis usos da madeira,
assim como para a correta condução do processo de secagem da madeira
é a retratibilidade (OLIVEIRA et al., 2010).
A madeira é um material higroscópico, ou seja, é um material
que pode inchar ou contrair pelos processos de adsorção e desorção,
respectivamente, das moléculas de água contidas nos espaços
submicroscópicos da parede celular (MORESCHI, 2014; CARVALHO et al.,
2015).
A densidade básica e a variação dimensional da madeira
apresentam correlação positiva, sendo que as madeiras de maior
densidade apresentam maior variação dimensional, devido à maior
quantidade de parede celular por unidade de volume. O espessamento da
parede celular durante o processo de absorção de água, é responsável pelo
inchamento da madeira (TSOUMIS, 1991).
A madeira contrai ou incha distintamente entre os três planos
anatômicos, sendo que, de maneira geral, o plano tangencial é o mais
afetado, seguido pelo plano radial e por fim, afetado de forma mínima, o
plano longitudinal. Esse fenômeno é denominado anisotropia (PANSHIN E
ZEEUW, 1980; MOREIRA, 1999; MORESCHI, 2014).
O coeficiente de anisotropia é determinado pela razão entre as
retrações tangencial e radial, sendo um importante índice no estudo das
propriedades tecnológicas da madeira, uma vez que quanto mais elevado,
maior a probabilidade de a madeira apresentar defeitos, como fendas
(rachaduras), torções, empenamentos e abaulamentos (OLIVEIRA, 1988).
Quanto mais próximo a 1,00 melhor será a qualidade da madeira
para este parâmetro. Madeiras com fator anisotrópico superiores a 2,00
apresentam qualidade inferior e devem ser evitadas para fins exigentes em
relação a sua trabalhabilidade, como móveis e esquadrias (DURLO E
MARCHIORI, 1992).
A madeira de Eucaluptys grandis possuí valores médios de 5,3%
para contração radial, 8,7% para contração tangencial e 15,7% para a
24
contração volumétrica, segundo o Instituto de Pesquisas Tecnológicas
(IPT).
3.5 Propriedades mecânicas
O interesse pela determinação das características mecânicas da
madeira é justificado pelo fato de que, na maioria das situações de
utilização, os esforços a que a madeira está submetida devem ser
reconhecidos, possibilitando o correto dimensionamento dos vários
componentes que formam o conjunto estrutural como um todo (TEIXEIRA,
2008). A avaliação das características mecânicas da madeira garantem
segurança e qualidade ao produto final (ATHANÁZIO-HELIODORO, 2015).
As propriedades mecânicas da madeira são dependentes de
diversos fatores, dentre eles a densidade básica, a porcentagem de
madeira juvenil, a largura dos anéis, o ângulo micro fibrilar, a inclinação da
grã, a quantidade de extrativos, o teor de umidade, o sítio florestal, etc
(LOBÃO et al., 2004).
O teor de umidade influência as propriedades mecânicas da
madeira de forma significativa até o ponto de saturação das fibras (PSF),
sendo que quanto maior o teor de umidade, menor a resistência da madeira
à esforços mecânicos (LOGSDON, 1998).
Pinto (2007), Scanavaca Junior e Garcia (2004), definem o
módulo de ruptura (MOR) e o módulo de elasticidade (MOE) como sendo
dois parâmetros de grande importância na caracterização tecnológica da
madeira. Embora o MOE não proporcione informações completas da
madeira, altos valores deste parâmetro indicam alta resistência e baixa
capacidade de deformação do material, qualificando-o para fins
construtivos (KLOCK, 2000).
Pinto (2007), assim como Sousa Júnior (2004), afirmam que por
seu um material anisotrópico, a madeira possui propriedades mecânicas
diferentes considerando os eixos ortogonais, sendo assim, suas
propriedades mecânicas se diferenciam com a direção da carga em relação
aos seus eixos.
25
A resistência mecânica é uma das mais importantes
propriedades da madeira como material construtivo, sendo o fator
primordial na construção de casas, pontes e demais construções de
madeira (OLIVEIRA, 1997).
De acordo com Carrasco e Moreira (2003), as principais
vantagens da madeira são consequência de suas propriedades físicas e
mecânicas, destacando-se: excelente relação resistência-peso, baixa
condutibilidade térmica, facilidade de ligação com outros materiais de
construção, possibilidade de execução de obras de grandes vãos livres,
como as estruturas em madeira laminada colada, bom desempenho
acústico, dentre outras.
Existem diversos tipos de ensaios mecânicos para determinar a
capacidade da madeira de resistir à ação de forças aplicadas. Os ensaios
são realizados com pequenos corpos de prova, isentos de defeitos e com
fibras bem orientadas. De maneira geral, as propriedades mecânicas são
avaliadas em duas direções principais, sendo paralela e perpendicular às
fibras (LEONELLO, 2011).
3.5.1 Ensaios mecânicos de resistência
- Compressão
O ensaio de compressão paralela às fibras consiste na aplicação
de uma carga no sentido das fibras da madeira, com velocidade controlada,
determinada pela norma, até a peça atingir a ruptura (Figura 2). A partir
desse ensaio é possível determinar a resistência e a rigidez da madeira a
compressão paralela as fibras (MORESCHI, 2009).
26
FIGURA 2 – ESQUEMA DO ENSAIO DE COMPRESSÃO PARALELA ÀS
FIBRAS. Fonte: Adaptado de Melo (2010).
O ensaio de compressão perpendicular às fibras consiste na
aplicação de uma carga no sentido normal ou perpendicular às fibras da
madeira, com velocidade controlada, determinada pela norma, até a peça
atingir a ruptura (Figura 3). A partir desse ensaio é possível determinar a
resistência e a rigidez da madeira a compressão perpendicular às fibras
(MORESCHI, 2009).
FIGURA 3 – ESQUEMA DO ENSAIO DE COMPRESSÃO
PERPENDICULAR ÀS FIBRAS. Fonte: Adaptado de Melo (2010).
27
Dentre as propriedades mecânicas mensuradas da madeira, a
compressão paralela às fibras é a mais importante. Ela possui uma boa
correlação com as demais propriedades mecânicas da madeira, sendo o
parâmetro principal na classificação estrutural do material (ATHANÁZIO-
HELIODORO, 2015).
A resistência da madeira na direção normal ou perpendicular às
fibras é aproximadamente 25% da observada na direção paralela às fibras,
no caso do ensaio à compressão. Já a rigidez ou módulo de elasticidade
na direção normal às fibras tem valores na faixa de 5% a 8% daquela na
direção paralela às fibras (BODIG e JAYNE, 1993).
Gonçalves et al. (2009), estudando clones do híbrido E. grandis
x E. uropylla com 70 meses observaram valores de resistência à
compressão paralela às fibras variando de 49,80 a 51,17 MPa.
Santos et al. (2008), analisando vários híbridos de eucalipto e
um clone de E. globulus, com idades de 7 e 8 anos, obtiveram valores
médios de compressão paralela às fibras variando de 37,71 a 53,86 MPa,
valores médios de compressão normal às fibras variando de 6,57 a 13,11
MPa.
Lobão et al. (2004), analisando madeiras de E. grandis
provenientes do mercado local, encontraram valor médio de resistência à
compressão paralela às fibras de 40,3 MPa e valor médio do módulo de
elasticidade de 12813 MPa. Valor próximo ao encontrado por Stangerlin et
al. (2008), que estudando árvores de E. grandis com 15 anos de idade,
obtiveram valor médio do módulo de elasticidade obtido por meio do ensaio
de compressão paralela à fibras próximo da medula de 13119 MPa.
- Flexão estática
Segundo Oliveira (1997), a determinação da resistência e rigidez
à flexão é uma das mais importantes propriedades da madeira
considerando-a como material construtivo. Esse parâmetro é primordial na
construção de casas, pontes, telhados, construções marítimas e demais
construção de madeiras.
O ensaio de flexão estática consiste numa carga que é aplicada
tangencialmente aos anéis de crescimento na metade do comprimento de
28
um corpo de prova apoiado nos extremos (Figura 4), causando tensões e
deformações até a ruptura da peça (LIMA JUNIOR et al., 2008).
O módulo de ruptura (fM) e de elasticidade (EM) são obtidos
simultaneamente no ensaio de flexão estática, sendo que o fM é um valor
fornecido pela máxima tensão que pode atuar em um corpo de prova. Já a
determinação do EM fornecerá a rigidez da madeira, ou seja, a capacidade
da madeira em resistir à deformação quando sujeita a esforços externos de
flexão (SCANAVACA JUNIOR e GARCIA, 2004; OLIVEIRA, 1997).
FIGURA 4 – ESQUEMA DO ENSAIO DE FLEXÃO ESTÁTICA. Fonte: Adaptado de Melo (2010).
A resistência e o módulo de elasticidade à flexão são
propriedades de fácil determinação, por conta disso são considerados pela
norma norte americana (ASTM) como determinantes para a classificação
da madeira em classes de resistência (ATHANÁZIO-HELIODORO, 2015).
Considerando o ensaio de flexão estática de E. benthamii, Muller
et al. (2014), obtiveram valor médio de resistência de 83,53 MPa e do
módulo de elasticidade de 9754,67 MPa. Gonçalves et al. (2009),
estudando clones do híbrido E. grandis x E. uropylla com 70 meses
provenientes de talhadia simples e reforma, encontram resistência à flexão
estática variando entre 82,95 e 83,21 MPa, módulo de elasticidade à flexão
estática variando entre 9652 e 9798 MPa. Já Santos et al. (2008)
observaram valores médios do módulo de elasticidade à flexão estática
variando de 6.707 a 15.718 MPa para o E. globulus.
- Dureza
Dureza pode ser definida como a resistência da madeira à
penetração de um corpo sólido através da aplicação de uma determinada
força (CARVALHO, 2007). O método dureza Janka consiste basicamente
29
na determinação da tensão que produz a penetração de uma semiesfera
de aço com área diametral de 1 cm² (Figura 5). Esse método tem sido
usado no Brasil para a determinação da dureza de madeiras. Segundo
Melo (2010), esta propriedade possui boa correlação com as demais
propriedades de resistência da madeira, sendo utilizada também na
comparação de propriedades entre espécies.
A determinação da dureza pode ser feita em três direções da
madeira, tangencial, radial e axial. É uma propriedade de grande
importância pelo fato de influenciar na trabalhabilidade da madeira, e em
sua utilização, como em pisos, entalhes, assoalhos, tacos e roletes
(BORTOLETTO JUNIOR, 1993; TSOUMIS, 1991).
FIGURA 5 – ESQUEMA DOS ENSAIOS DE DUREZA JANKA PARALELA
E PERPENDICULAR ÀS FIBRAS. Fonte: Adaptado de Melo (2010).
Gérard et al. (1995) afirmaram que a dureza da madeira está
correlacionada com a retratibilidade e com a densidade. Araújo (2007),
estudando diversas espécies de madeiras tropicais brasileiras, encontrou
forte correlação entre a dureza Janka e demais propriedades físicas e
mecânicas.
Para dureza Janka, Muller et al. (2014), encontram valor médio
de resistência à dureza do E. benthamii na direção paralela às fibras de
5632,94 N, de resistência à dureza na direção radial de 5137,70 N e
resistência à dureza na direção tangencial de 4137,43 N. Santos et al.
(2008), encontraram valores médios de dureza Janka na face radial
variando de 26,3 a 39,7 MPa e na face tangencial variando de 32,6 a 55,5
MPa para madeira de E. globulus.
30
3.6 Caracterização da madeira
A caracterização tecnológica de madeiras de espécies florestais
é feita através de ensaios físicos e mecânicos normalizados. A NBR 7190
(ABNT, 1997) é a norma brasileira que especifica projetos de estruturas de
madeira e trata dos métodos de ensaio para determinação das
propriedades físicas e mecânicas das madeiras.
A norma mostra todas as notações que representam o tipo de
resistência e especifica qual o tipo de caracterização que deve ser feito
dependendo da espécie que está sendo avaliada. Quando a espécie tem
suas propriedades desconhecidas, deve-se fazer a caracterização
completa. Quando é uma espécie com propriedades pouco conhecidas e
pouco usuais, deve- se fazer a caracterização mínima. Finalmente, quando
é uma espécie usual e com suas propriedades conhecidas, deve- se fazer
a caracterização simplificada. A Tabela 2 apresenta todos os ensaios que
devem ser feitos para cada tipo de caracterização de madeira.
Um fato importante que a norma NBR 7190 (ABNT, 1997)
estabelece, é que a partir do teste de compressão paralela, se a madeira é
conhecida, ou seja, é uma madeira usual, é possível fazer as estimativas
de todos os outros tipos de resistência da madeira.
A separação de lotes de madeira em classes de resistência tem
por objetivo o emprego de madeiras com propriedades padronizadas,
orientando a escolha do material para a correta elaboração de,
principalmente, projetos estruturais. De acordo com Sales (1996), a
classificação por classes de resistência permite ao projetista utilizar a
madeira disponível na região de construção da estrutura, desde que os
valores das propriedades mecânicas dos lotes das madeiras a serem
empregados se enquadrem nas classes definidas pelo projeto. As classes
de resistência especificas para as dicotiledônias encontram-se na Tabela
3.
31
TABELA 2 – TIPOS DE CARACTERIZAÇÃO DA MADEIRA ESTABELECIDAS PELA NORMA NBR 7190 (ABNT, 1997), E OS ENSAIOS NECESSÁRIO PARA CADA UMA DELAS.
Propriedade Completa Mínima Simplificada
fc0 X X X fc90 X ft0 X X ft90 X fv0 X X fe0 X ρap X X ρbas X X Ec0 X X Ec90 X
fc0 – resistência à compressão paralela às fibras; fc90 – resistência à compressão normal às fibras; ft0 – resistência à tração paralela às fibras; ft90 – resistência à tração normal às fibras; fv0 – resistência ao cisalhamento paralelo às fibras; fe0 – resistência ao embutimento paralelo às fibras; ρbas – densidade básica da madeira; ρaparente – densidade aparente da madeira; Ec0 – módulo de elasticidade na compressão paralela às fibras; Ec90 – módulo de elasticidade na compressão normal às fibras; Fonte: NBR 7190/97 – Adaptada
TABELA 3 – CLASSES DE RESISTÊNCIA DAS DICOTILEDÔNIA NA UMIDADE PADRÃO DE 12%.
Classes fc0k (MPa) fvk (MPa) Ec0,m(MPa) ρbas,m
(kg/m³) ρaparente
(kg/m³)
C 20 20 4 9.500 500 650
C 30 30 5 14.500 650 800
C 40 40 6 19.500 750 950
C 60 60 8 24.500 800 1000
Fc0k – resistência à compressão paralela às fibras, valor característico; fvk – resistência ao cisalhamento, valor característico; Ec0,m – módulo de elasticidade na compressão paralela às fibras, valor médio; ρbas,m – densidade básica da madeira, valor médio; ρaparente – densidade aparente da madeira. Fonte: NBR 7190/97 – Adaptada.
32
4 MATERIAL E MÉTODOS
4.1 Caracterização da área de estudo
O plantio clonal que foi utilizado para a retirada das amostras
estava localizado na Empresa Flora Sinop Ltda., coordenadas geográficas
11°52'1.06"S; 55°28'10.68"W, município de Sinop-MT (Figura 6).
A região possui um clima com duas estações bem definidas
(seca/chuvosa) onde predomina o clima Tropical Chuvoso, tipo Aw
segundo a classificação de Köppen (ALVARES et al., 2014), com
precipitação média anual entre 2.000 a 2.500 mm/ano. A temperatura
máxima anual é de 33°C com mínima de 27°C. O período chuvoso se
concentra entre os meses de outubro a abril e o período seco entre os
meses de maio a setembro.
FIGURA 6 – MAPA DE LOCALIZAÇÃO DO PLANTIO CLONAL, EM
REFERÊNCIA A UFMT – CAMPUS SINOP/MT.
33
O estudo foi realizado em um plantio clonal de Eucaliptos com 5
anos de idade (60 meses), onde encontravam-se implantados 21 clones de
diferentes procedências (Tabela 4). O teste foi instalado em blocos
casualizados com 4 repetições, sendo utilizado o espaçamento de 3 x 2 m.
O solo do local de plantio possui percentuais de areia, silte e
argila em 47,6%, 10,1% e 42,3% respectivamente, sendo caracterizado
como de textura franco argilosa (SANTOS, 2012). Na área de plantio foi
realizado calagem conforme recomendações da análise de solo,
subsolagem com fosfato reativo e adubação de base com a formulação
NPK 6-30-10, sendo também realizados nos primeiros dois anos 3
adubações de cobertura parcelados com a formulação NPK 20-0-20 e
aplicação de 20g de ácido bórico por muda. Nenhum desbaste foi realizado
na área experimental até a realização deste estudo (Figura 7).
FIGURA 7 – ÁREA EXPERIMENTAL.
4.2 Avaliação dendrométrica do plantio clonal
Foram mensurados o diâmetro a altura do peito (DAP) com fita
métrica e a altura comercial (H) com hipsômetro, sendo considerada a
primeira bifurcação na medição da altura comercial, além de ser aferido a
mortalidade dos materiais a partir do censo.
34
TABELA 4 – RELAÇÃO DOS MATERIAIS GENÉTICOS EXISTENTES NO PLANTIO ESTUDADO.
N° Espécie/Híbrido Clonal ou Seminal
1 Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis
(EUCA 103) Clonal
2 Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis
(EUCA 105) Clonal
3 Eucalyptus grandis x Eucalyptus resinifera
(EUCA 608) Clonal
4 Eucalyptus camaldulensis (S23) Clonal
5 Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis (H13) Clonal
6 Eucalyptus camaldulensis x Eucalyptus sp.
(1277) Clonal
7 Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis
(Urograndis Acesita) Seminal
8 Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis
(GG100) Clonal
9 Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis
(IO42) Clonal
10 Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis
(Urograndis Luiz A.) Seminal
11 Corymbia citriodora (Citriodora) Seminal
12 Eucalyptus camaldulensis (Camaldulensis) Seminal
13 Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis
(F1H13) Clonal
14 Eucalyptus camaldulensis (F3C219) Clonal
15 Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis (F8) Clonal
16 Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis (F11) Clonal
17 Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis (H77) Clonal
18 Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis (I144) Clonal
19 Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis (I224) Clonal
20 Urograndis x Eucalyptus camaldulensis (VM 01) Clonal
21 Corymbia citriodora (CiLCA019) Seminal
Com os dados coletados, foi estimado o volume médio da árvore
de cada clone (Equação 1). O Fator de forma utilizado de 0,45 foi proposto
por Oliveira et al. (1999), sendo um valor próximo ao estimado por Venturoli
e Morales (2014) e utilizado por Santos et al. (2016). Adicionalmente foram
estimados a produção e o Incremento Médio Anual (IMA) de cada material
genético.
35
𝑉 = (𝜋∗𝐷𝐴𝑃2
40000) ∗ ℎ ∗ 𝑓 (Equação 1)
Em que:
V = Volume da árvore (m³)
DAP = Diâmetro à altura do peito (cm)
h = Altura comercial (m)
f = Fator de Forma (0,45)
4.3 Escolha dos materiais e preparo das amostras
A seleção dos indivíduos a serem utilizados na caracterização
físico-mecânica foi realizada considerando os parâmetros dendrométricos
(volume individual, volume por hectare) e a mortalidade. A partir destas
informações foram selecionados 6 clones dentre os superiores, dos quais
foram escolhidas 5 árvores de cada clone aleatoriamente, totalizando 30
árvores.
As árvores foram abatidas com motosserra e a partir delas foram
retirados 5 discos de cada árvore, sendo o primeiro na base (0% da altura
comercial), o segundo a 25% da altura comercial, o terceiro a 50% da altura
comercial, o quarto a 75 % da altura comercial e o quinto disco a 100% da
altura comercial da árvore abatida (BENIN et. al, 2017; HSING et. al, 2016).
De cada árvore abatida, também foi retirado um torete de 2,00 metros de
comprimento, partindo da base, os quais foram encaminhados para uma
serraria local (Figura 8).
Os discos, obtidos ao longo do fuste das árvores foram
destinados à produção de sub-amostras, sendo estas separadas de acordo
com a posição relativa à medula, as quais foram destinados à realização
do ensaio de determinação da densidade básica no sentido longitudinal
(base-topo) e no sentido radial (medula-casca), conforme ilustrado na
Figura 8.
36
FIGURA 8 – ESQUEMA PARA OBTENÇÃO DAS AMOSTRAS
UTILIZADAS PARA OS ENSAIOS.
Os toretes obtidos foram encaminhados para serraria, e
desdobradas, sendo retirada uma prancha central de cerca de 8 cm de
espessura, conforme recomendação da Comisión Panamericana de
Normas Técnicas (COPANT) 458 (1972). Posteriormente, as pranchas
foram submetidas a secagem ao ar livre por aproximadamente 90 dias e
encaminhadas para uma marcenaria para manufatura das amostras
(Figura 9), sendo essas destinadas aos demais ensaios físico-mecânicos
da madeira.
FIGURA 9 – PRANCHAS DE MADEIRA SECANDO À SOMBRA E
POSTERIORMENTE DESDOBRADAS.
37
De cada prancha, foram retirados os corpos de prova, que foram
acondicionados em câmara climatizada até a madeira atingir a umidade de
equilíbrio de, aproximadamente, 12%.
Foi utilizado, para cada clone selecionado, um lote formado por
cinco árvores, sendo retirados quatro corpos de prova de cada árvore,
totalizando 20 amostras para a realização de cada ensaio.
4.4 Obtenção da densidade básica nos sentidos axial e radial
De cada disco, foram retirados 3 corpos de prova considerando
a posição radial (próximo a medula, posição intermediária e próxima a
casca) resultando em um total de 15 corpos de prova por árvore e 75 corpos
de prova por clone (Figura 10).
Os corpos de prova retirados dos discos foram devidamente
identificados e posteriormente imersos em água até atingirem massa
constante (completa saturação das paredes celulares).
Subsequentemente, foram tomados para cada corpo de prova, o volume
saturado, obtido pela massa do líquido (água) deslocado, e a massa seca
da madeira, obtida após a secagem em estuda a 103°C (VITAL, 1984).
A densidade básica foi determinada pela relação entre a massa
seca e o volume saturado, conforme a Equação 2.
𝜌𝑏 =𝑀0
𝑉𝑠𝑎𝑡 (Equação 2)
Em que:
ρb = Densidade básica (g/cm³)
M0 = Massa Seca (g) do corpo de prova.
Vsat = Volume Saturado (cm³) do corpo de prova.
38
FIGURA 10 – AMOSTRAS UTILIZADAS PARA OBTENÇÃO DA
DENSIDADE BÁSICA NOS SENTIDOS LONGITUDINAL E RADIAL.
4.5 Determinação da variação dimensional
De cada prancha foram retirados 4 corpos de prova com
dimensões de 2 x 2 x 10 cm, resultando em um total de 20 corpos de prova
para cada clone. Os corpos de prova foram devidamente identificados e
medidos utilizando-se de um paquímetro digital de 0,01 mm de precisão.
Esses foram medidos primeiramente na umidade de equilíbrio, e
posteriormente foram submetidos à saturação em água por um período de
26 dias, sendo feito o acompanhamento diariamente. Posteriormente os
corpos de prova foram submetidos a secagem a 103°C até atingirem massa
constante.
Em seguida, foi realizado o ensaio de retratibilidade linear nos
sentidos longitudinal, radial e tangencial (Equação 3) e a retratibilidade
volumétrica (Equação 4), conforme padronizado pela norma COPANT 462
(1972). Para auxiliar na análise dos resultados foram utilizados
adicionalmente informações referentes ao fator de anisotropia, obtido pelas
relações entre a retratilidade tangencial e radial (Equação 5).
𝑅(L,R,T) = Dv− Ds
Dv * 100 (Equação 3)
39
𝑅(V) = Vv− Vs
Vv * 100 (Equação 4)
𝐹(A) = RT
RR (Equação 5)
Em que:
R (L, R, T) = Retratibilidade linear longitudinal, radial ou tangencial (%);
R (V) = Retratibilidade volumétrica (%);
F (A) = Fator de Anisotropia;
DV = Dimensão da peça de madeira verde (cm);
DS = Dimensão da peça de madeira seca (cm);
VV = Volume da madeira verde (cm³);
VS = Volume da madeira seca (cm³).
4.6 Obtenção da densidade aparente (12%)
De cada prancha foram retirados 4 corpos de prova com
dimensões de 5 x 5 x 20 cm, resultando em um total de 20 corpos de prova
para cada clone.
A densidade aparente (12%) foi obtida a partir das dimensões e
peso das amostras, conforme recomendações da NBR 7190 (ABNT, 1997).
As dimensões de cada amostra foram obtidas utilizando um paquímetro
digital de 0,01 mm de precisão, e a massa em uma balança de precisão
(Figura 11). A densidade foi calculada utilizando a Equação 6.
𝜌𝑎𝑝 =𝑀
𝑉 (Equação 6)
Em que:
ρap = Densidade aparente (g/cm³);
M = Massa (g) do corpo de prova a 12% de umidade;
V = Volume (cm³) do corpo de prova a 12% de umidade.
40
FIGURA 11 – OBTENÇÃO DA DENSIDADE APARENTE SE UTILIZANDO
DE PAQUÍMETRO, RÉGUA E BALANÇA.
4.7 Ensaios Mecânicos
De cada prancha foram retirados 4 corpos de prova para cada
um dos ensaios mecânicos, resultando em um total de 20 corpos de prova
para cada clone.
Os corpos de prova foram devidamente identificados e
posteriormente realizados o ensaios mecânicos, seguindo as
recomendações da ASTM D 143 (2014), na máquina universal de ensaios,
com capacidade de aplicar uma carga de 30 toneladas, localizada no
laboratório de tecnologia da madeira da Universidade Federal do Mato
Grosso (UFMT). A Tabela 5 apresenta os ensaios mecânicos realizados, e
a Figura 12 demonstra os esquemas de cada ensaio mecânico.
41
TABELA 5 – ENSAIOS MECÂNICOS REALIZADOS PARA A CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA DA MADEIRA DE CLONES DE EUCALIPTOS COM 60 MESES DE IDADE CULTIVADOS NA REGIÃO NORTE DE MATO GROSSO.
Ensaio Realizado Dimensão dos
Corpos de Provas Parâmetros Obtidos
Compressão
Paralela às Fibras 5 x 5 x 20 cm fc0,m e Ec0,m
Compressão
Perpendicular às
Fibras
5 x 5 x 15 cm fc90,m e Ec90,m
Flexão Estática 2 x 2 x 30 cm fM,m e EM,m
Dureza Janka* 5 x 5 x 15 cm fH0,m, fH Radial,m e fH
Tangencial,m
fc0,m – valor médio de resistência à compressão paralela às fibras; Ec0,m – valor médio do módulo de elasticidade obtido no ensaio de compressão paralela às fibras; fc90,m – valor médio de resistência à compressão normal às fibras; Ec90,m – valor médio do módulo de elasticidade obtido no ensaio de compressão normal às fibras; fM,m – valor médio de resistência à flexão estática; EM,m – valor médio do módulo de elasticidade obtido no ensaio de flexão estática; fH0,m – valor médio de resistência à dureza Janka paralela às fibras; fH Radial,m – valor médio de resistência à dureza Janka no sentido radial às fibras; fH
Tangencial,m – valor médio de resistência à dureza Janka no sentido tangencial às fibras; Fonte: NBR 7190/97 – Adaptada. *Para determinação da Dureza Janka foram realizadas seis leituras, sendo duas em cada uma das faces do corpo de prova (axial, tangencial e radial).
42
FIGURA 12 – ESQUEMA DO ENSAIO DE COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS (a); DO ENSAIO DE COMPRESSÃO PERPENDICULAR ÀS FIBRAS (b); DO ENSAIO DE FLEXÃO ESTÁTICA (c); DOS ENSAIOS DE DUREZA JANKA PARALELA (d) E PERPENDICULAR ÀS FIBRAS (e).
a) b)
c) d) e)
43
4.8 Análise dos resultados
Para análise dos resultados dos parâmetros dendrométricos foi
utilizada a estatística descritiva e comparadas as diferentes variáveis
avaliadas para cada material, utilizando análise de variância, com posterior
comparação pelo teste de médias (Scott-Knott; p < 0,05) para as variáveis
detectadas como significativa pelo teste de F.
A análise da variação radial e axial da densidade básica da
madeira dos clones foi realizada em delineamento em blocos casualizados
com arranjo fatorial. O efeito dos tratamentos (clones) e posições de
amostragem (quando avaliado) foi verificado pela aplicação da análise de
variância e teste F (p < 0,05) e, quando significativo, aplicou-se o teste de
Scott Knott (p < 0,05), para discriminação das médias.
Para análise dos resultados das demais propriedades físicas e
propriedades mecânicas foi empregada análise de variância, com posterior
comparação pelo teste de médias (Scott-Knott; p < 0,05) para as variáveis
detectadas como significativa pelo teste de F.
44
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 Seleção dos clones
Os resultados obtidos na avaliação do diâmetro à altura do peito
(DAP), altura e mortalidade dos materiais em estudo estão descritos na
Tabela 6. A mesma tabela também traz o teste de comparação de médias
(Scott-Knott), em que é possível observar que há diferenças significativas
entre os clones considerando todas as variáveis em estudo.
Analisando a tabela pode-se observar os materiais com
resultados superiores de diâmetro variando de 15,47 cm (FS GG 100) até
17,76 cm (EUCA 105). Os resultados demonstram valores médios de
diâmetro à altura do peito bastante próximos nos clones EUCA 105, FI F3
C219, FI F11, VZ I144, EUCA 103, FS I042, FI F1 H13, FI F8, VV H13,
sendo que desses, apenas um dos materiais não é o híbrido Eucalyptus
urophylla x Eucalyptus grandis, o que demonstra uma ótima adaptação
deste material.
Analisando os resultados obtidos na medição da altura dos
indivíduos, observa-se grande semelhança com os dados de diâmetro à
altura do peito (DAP), sendo que os materiais com melhores resultados
dessa variável são, em sua grande maioria, os mesmos com resultados
superiores de altura dos indivíduos, demonstrando assim que realmente
esses clones possuem melhor adaptação a região de estudo.
Braz et al. (2014), estudando dez clones do híbrido Eucalyptus
urophylla x Eucalyptus grandis com 30 e 35 meses de idade encontrou
valores médios de diâmetro entre os clones variando de 10,82 a 12,80 cm
e valores de altura média entre os clones variando de 14,89 a 20,10 m.
Trugilho et al. (2015), analisando quatro clones de Eucalyptus com 48
meses de idade chegou a valores médios de diâmetro e altura variando de
12,36 a 12,46 cm e 18,40 a 21,36 m, respectivamente, demonstrando assim
que os materiais analisados neste estudo possuem parâmetros
dendrométricos superiores aos avaliados pelos autores. Apesar da
pequena diferença de idade, o DAP dos clones superiores analisados
possuem valores maiores aos encontrados na literatura citada.
45
TABELA 6 – VALORES MÉDIOS DE DIÂMETRO À ALTURA DO PEITO, ALTURA E MORTALIDADE E COMPARAÇÃO DE MÉDIAS.
Clones DAP (cm) Altura (m) Mortalidade (%)
FS CI 8,69 b 9,89 b 28,00 b
0,54* 0,99* 2,16*
VV 1277 11,33 b 12,33 b 43,00 b
7,56* 8,38* 9,91*
S 23 11,70 b 13,52 b 1,00 c
0,54* 1,84* 0,50*
VZ CILCA 019 11,75 b 13,13 b 17,00 c
0,98* 2,03* 1,71*
EUCA 608 12,66 b 14,31 b 67,00 a
8,45* 10,03* 5,91*
VZ H77 13,46 b 16,50 a 25,00 c
0,61* 1,92* 5,19*
FS CA 13,67 b 13,61 b 38,00 b
1,02* 1,74* 2,89*
FS GG100 15,47 a 16,85 a 51,00 a
17,33 a 19,69 a 8,00 c
VV UG 16,07 a 14,06 b 57,00 a
0,71* 2,62* 2,22*
VZ I224 16,13 a 16,18 a 1,00 c
0,36* 5,50* 0,50*
VZ VM 01 16,37 a 13,42 b 2,00 c
0,89* 4,34* 1,00*
FS UG 16,87 a 19,90 a 42,00 b
1,19* 0,58* 2,65*
VV H13 17,04 a 21,69 a 2,00 c
0,44* 0,61* 1,00*
FI F8 17,07 a 19,43 a 13,00 c
0,37* 1,32* 4,57*
FI F1 H13 17,26 a 18,20 a 2,00 c
0,86* 4,89* 0,58*
FS I042 17,33 a 19,69 a 8,00 c
0,19* 0,23* 2,71*
VZ I144 17,41 a 16,59 a 2,00 c
0,26* 5,55* 0,58*
EUCA 103 17,41 a 19,56 a 31,00 b
0,99* 1,54* 2,87*
FI F11 17,49 a 19,00 a 9,00 c
0,72* 4,62* 1,89*
FI F3 C219 17,52 a 19,16 a 14,00 c
0,69* 3,57* 2,38*
EUCA 105 17,76 a 17,03 a 3,00 c
0,81* 5,01* 0,50* Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade. *Desvio Padrão.
46
A mortalidade é um parâmetro de grande importância na
avaliação de um plantio, haja vista que um clone que não se adapte bem
ao ambiente, pode apresentar uma elevada mortalidade, o que acarretará
um baixa produtividade, trazendo prejuízo ao produtor rural.
Assim, os resultados de mortalidade, em percentual,
apresentados na Tabela 6, demonstram que há materiais que
apresentaram altas taxas de mortalidade, por exemplo, O EUCA 608 e o
VV UG, apresentaram 67% e 57% de mortalidade, respetivamente, não
diferindo estatisticamente. Já os materiais com valores de mortalidade
menores são os VZ I244, S 23, VZ VM 01, VV H13, FI F1 H13 e EUCA 105.
Os resultados obtidos na avaliação do volume médio das
árvores, volume por hectare e volume por hectare/ano ou Incremente Médio
Anual (IMA) dos materiais em estudo estão descritos na Tabela 7, sendo
que a mesma tabela também traz o teste de comparação de médias (Scott-
Knott), em que é possível observar que há diferenças significativas entre
os clones.
Com base nos dados obtidos a partir do teste de Scott-Knott,
houve a formação de três grupos com produtividade média semelhante,
sendo o grupo A com os clones FS UG, FI F11, FI F8, FI F3 C219, FS I042,
VZ I144, VV H13, FI F1 H13, EUCA 103 e EUCA 105, com valores variando
de 58,85 m³.ha-1.ano-1 a 74,16 m³.ha-1.ano-1, grupo B com os clones VZ
I224, EUCA 608, FS GG100, VZ VM 01, VV UG, VZ H77, VV 1277, com
valores variando de 33,14 m³.ha-1.ano-1 a 50,07 m³.ha-1.ano-1 e por fim o
grupo C com os demais materiais com valores variando de 8,77 m³.ha-
1.ano-1 a 29,73 m³.ha-1.ano-1.
47
TABELA 7 – VALORES MÉDIOS DO VOLUME DA ÁRVORE, VOLUME POR HECTARE E VOLUME POR HECTARE/ANO E COMPARAÇÃO DE MÉDIAS.
Clones Volume (m³) Vol/ha (m³.ha-1) Vol/ha/ano ou IMA
(m³.ha-1.ano-1)
FS CI 0,0263 c 43,86 c 8,77 c 0,0028* 4,69* 0,94*
VZ CILCA 019 0,0650 c 108,34 c 21,67 c
0,0181* 30,18* 6,04*
S 23 0,0660 c 110,00 c 22,00 c
0,0146* 24,39* 4,88*
FS CA 0,0892 c 148,67 c 29,73 c
0,0064* 10,59* 2,12*
VV 1277 0,0994 b 165,71 b 33,14 b
0,0674* 112,36* 22,47*
VZ H77 0,1059 b 176,53 b 35,31 b
0,0164* 27,41* 5,48*
VV UG 0,1297 b 216,18 b 43,24 b
0,0318* 52,96* 10,59*
VZ VM 01 0,1308 b 217,93 b 43,59 b
0,0558* 92,96* 18,59*
FS GG100 0,1431 b 238,54 b 47,71 b
0,0360* 60,02* 12,00*
EUCA 608 0,1432 b 238,63 b 47,73 b
0,0978* 163,05* 32,61*
VZ I224 0,1502 b 250,37 b 50,07 b 0,0547* 91,17* 18,23*
VZ I144 0,1766 a 294,26 a 58,85 a
0,0549 91,58* 18,32*
EUCA 105 0,1933 a 322,24 a 64,45 a
0,0699* 116,57* 23,31*
FI F1 H13 0,1947 a 324,51 a 64,90 a
0,0617* 102,78* 20,56*
FI F8 0,1998 a 333,02 a 66,60 a
0,0084* 13,99* 2,80*
FS UG 0,2003 a 333,86 a 66,77 a
0,0226* 37,62* 7,52*
FI F11 0,2044 a 340,61 a 68,12 a
0,0447* 74,55* 14,91*
FS I042 0,2089 a 348,23 a 69,65 a
0,0029* 4,89* 0,98*
EUCA 103 0,2094 a 349,05 a 69,81 a
0,0238* 39,64* 7,93*
FI F3 C219 0,2097 a 349,53 a 69,91 a
0,0498* 82,93* 16,59*
VV H13 0,2225 a 370,81 a 74,16 a
0,0087* 14,49* 2,90* Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade. *Desvio Padrão.
48
Assim, pode-se observar que o híbrido VV H13 (E. urophylla x
E. grandis) apresentou valores de volume por hectare de 370,81 m³ e
considerando o incremento médio anual, chegou-se a uma média de 74,16
m³.ha-1.ano-1, o que pode ser considerado uma alta produtividade. Outros
materiais apresentam altos valores de produtividade, o clone FI F3 C219
(E. camaldulensis) obteve uma produção de 349,53 m³ por hectare e um
incremento médio anual de 69,91 m³.ha-1.ano-1, sendo esses valores
bastante superiores da média de IMA obtida comercialmente no Brasil (40
– 60 m³.ha-1.ano-1) (BRACELPA, 2013).
Silva et al. (2013), analisando diversos clones de Eucalyptus
spp. com 7,5 anos de idade obteve valores de incremento médio anual
variando de 9,92 a 29,68 m³.ha-1.ano-1, valores bastante inferiores aos
encontrados neste estudo. Porém, Jardim et al. (2017) encontraram
incremento médio anual variando de 16 a 101,6 m³.ha-1.ano-1, sendo que o
maior crescimento foi obtido pelo híbrido triplo de (E. dunnii x E. grandis x
E. urophylla).
Pereira (2015) estudando clones de E. grandis x E. urophylla, E.
platyphylla e E. urophylla x E. camaudulensis com espaçamento de 3 x 2
m, sendo o mesmo espaçamento deste estudo, encontrou valores de
Incremento médio anual de 46,69 m³.ha-1.ano-1 para o clone de E. grandis
x E. urophylla, 49,36 m³.ha-1.ano-1 para o clone de E. platyphylla e 68,44
m³.ha-1.ano-1 para o clone de E. urophylla x E. camaudulensis. Todos
valores foram inferiores aos encontrados neste estudo para o materiais
superiores.
Dentre os materiais analisados, observa-se que o clone VV H13,
que é um híbrido E. grandis x E. urophylla, obteve o maior incremento
médio anual e também um dos menores desvios padrões, portanto pode-
se afirmar que todos os indivíduos se desenvolveram de forma homogênea.
Portanto, este seria um material indicado para implantação, considerando
seu desenvolvimento, para a região norte de Mato Grosso.
Os altos valores de produtividade demonstrados neste estudo,
apesar de se tratar de um plantio jovem, em que há um incremento mais
rápido, demonstram o grande potencial da região para a implantação de
49
plantios florestais de eucalipto para a produção com grande rendimento em
volume de madeira.
Assim, a Tabela 8 apresenta os materiais selecionados para o
estudo tecnológico da madeira, sendo que todos os selecionados fazem
parte do grupo dos materiais superiores, considerando as variáveis
dendrométricas e a mortalidade.
TABELA 8 – MATERIAIS SELECIONADOS PARA OS ENSAIOS TECNOLÓGICOS.
Clone Denominação Espécie/Híbrido IMA (m³.ha-1
.ano-1)
1 EUCA 105 E. grandis x E. urophylla 64,45
2 VV H13 E. grandis x E. urophylla 74,16
3 FI F1 H13 E. grandis x E. urophylla 64,90
4 FI F3 C219 E. camaldulensis 69,91
5 FI F8 E. grandis x E. urophylla 66,60
6 FI F11 E. grandis x E. urophylla 68,12
5.2 Densidade básica nos sentidos axial e radial
Houve diferença significativa na densidade básica da madeira
entre os clones avaliados (p<0,001) e entre as posições de amostragens
(radial (p<0,001) e axial (p=0,0116)), porém, a única interação significativa
foi a interação entre as posições avaliadas (p<0,001), sendo que as demais
interações não foram significativas a nível de 5% de probabilidade.
Dentre os clones avaliados, os clones FI F3 C219 e FI F8
apresentaram maiores valores médios de densidade básica, sendo 0,501 e
0,494 g/cm³, respectivamente (Tabela 9). Os clones EUCA 105, FI F1 H13
e FI F11, apresentaram valores intermediários de densidade básica, com
0,482, 0,487 e 0,487 g/cm³, respectivamente. Por fim, o clone VV H13
obteve o menor valor médio de densidade básica (0,475 g/cm³).
Para Trianoski (2012), espécies com maior densidade deverão
apresentar maior resistência mecânica, maior rendimento em massa seca
e normalmente melhor acabamento superficial, tendo assim melhores
aplicações na indústria, portanto, os materiais com valores superiores,
50
mesmo se tratando de madeira juvenil, possuem potencial para aplicações
industriais.
Hsing et al. (2016), estudando cinco clones de E. grandis x E.
urophylla aos 30 meses encontraram valores médios de densidade básica
variando de 0,429 a 0,471 g/cm³, sendo valores menores aos encontrados
neste trabalho, o que pode ser explicado pelo fator idade.
De acordo com Sette Junior et al. (2012), há tendência de
aumento da densidade básica da madeira com a idade, o que se deve a
alterações do meristema cambial e das exigências mecânico-fisiológicas
resultantes do processo de desenvolvimento das árvores, representadas
pelo aumento da espessura da parede das fibras e redução da frequência
de vasos, à medida que o lenho adulto é formado.
Já Silva (2018), analisando seis clones de híbridos de
Eucalyptus com 14 anos de idade, encontrou valores médios de densidade
básica superiores ao encontrado neste estudo, variando de 0,54 a 0,68
g/cm³, sendo também explicado pelo fator idade.
TABELA 9 – MÉDIA DA DENSIDADE BÁSICA DA MADEIRA DE SEIS CLONES DE EUCALIPTO COM 5 ANOS DE IDADE E TESTE DE MÉDIAS.
Denominação Espécie/Híbrido Densidade
Básica (g/cm³)
VV H13 E. grandis x E. urophylla 0,475 c
0,035*
EUCA 105 E. grandis x E. urophylla 0,482 b
0,043*
FI F1 H13 E. grandis x E. urophylla 0,487 b
0,042*
FI F11 E. grandis x E. urophylla 0,487 b
0,040*
FI F8 E. grandis x E. urophylla 0,494 a
0,048*
FI F3 C219 E. camaldulensis 0,501 a
0,055* Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade. *Desvio padrão.
Considerando as variações, Pimentel Gomes (2000), considera
como baixos coeficientes de variação inferiores a 10%, médios quando
variam de 10 a 20%, altos quando variam de 20 a 30% e muito altos quando
51
são superiores a 30%. Assim, pode-se observar através dos desvios
padrões que todos os materiais tiveram baixa variação.
A Tabela 10 apresenta a interação entre as posições axial e
radial para a densidade básica da madeira dos clones avaliados. Observa-
se um comportamento padrão de aumento de densidade básica no sentido
medula-casca em quase todas as posições, porém, na posição 100% da
altura comercial houve uma grande diminuição na posição intermediária do
tronco, aumentando novamente quando mais próximo da medula. Essa
variação pode ser explicada pela inserção dos ramos da copa, sendo que
nessas regiões há alterações na estrutura anatômica da madeira, podendo
provocar tais variações (PALERMO et. al, 2003).
Este aumento gradativo de densidade básica no sentido medula-
casca caracteriza formação da madeira juvenil na região central (próxima a
medula) e adulta (próxima à casca). Esse modelo de variação é
amplamente retratado por inúmeros autores para a madeira de diferentes
espécies de eucalipto (PANSHIN e DE ZEEUW, 1980; HILLIS e BROWN,
1984; TOMAZELLO FILHO, 1985; SHIMOYAMA e BARRICHELLO, 1991;
OLIVEIRA, 1997; TRUGILHO et al., 2002; SILVA et al., 2005; GONÇALEZ
et al., 2006).
O resultado encontrado neste estudo está condizente com os
resultados obtidos por Silva (2018) estudando 5 clones do híbrido
Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla e um clone do híbrido
Eucalyptus grandis x Eucalyptus camaldulensis, com os resultados
encontrados por Lopes et al. (2011) analisando madeira de árvores de
Eucalyptus grandis, Eucalyptus urophylla e Eucalyptus dunnii, aos 18 anos,
visando à sua utilização pela indústria de móveis.
Considerando o comportamento da densidade básica ao longo
do fuste, observa-se que não há um comportamento padrão. Esses
resultados são semelhantes aos obtidos por São Teago (2012), estudando
variação da densidade básica da madeira ao longo do fuste de Eucalyptus
grandis x Eucalyptus urophylla, em plantios puros ou em consórcio com
Acacia mangium. Hsing et al. (2016), estudando variação da densidade
básica da madeira ao longo do fuste de híbridos de Eucalyptus grandis x
Eucalyptus urophylla, aos 2,25 anos de idade, encontraram tendência de
52
decréscimo dos valores de densidade básica da madeira da base para o
DAP, com comportamentos distintos a partir do DAP.
TABELA 10 – INTERAÇÃO DOS VALORES MÉDIOS DE DENSIDADE NOS SENTIDOS AXIAL E RADIAL DA MADEIRA DOS CLONES DE EUCALIPTO ESTUDADOS.
Posição Axial/Radial Externa Intermediária Interna
0% 0,529 Aa 0,496 Ab 0,439 Cc
25% 0,525 Aa 0,484 Ab 0,473 Ab
50% 0,525 Aa 0,491 Ab 0,426 Cc
75% 0,504 Ba 0,486 Ab 0,460 Bc
100% 0,539 Aa 0,459 Bc 0,481 Ab
Posição externa (mais próxima a casca); Posição intermediária; Posição interna (mais próxima a medula). Médias seguidas pela mesma letra na coluna (Maiúscula) não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade para a posição axial de amostragem e médias seguidas pela mesma letra na linha (Minúscula) não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade para a posição radial de amostragem.
Por outro lado, Alzate et al. (2005), chegaram à conclusão que a
densidade básica da madeira de clones do hibrido do E. grandis x E.
urophylla, aos 8 anos de idade, aumentou no sentido base topo. De acordo
com Chies (2005), é esperada uma redução da densidade básica no
sentido base-topo da árvore, em razão da diminuição da porcentagem de
lenho adulto e, consequentemente, da maior proporção de madeira juvenil,
de menor densidade.
Os dados disponíveis na literatura de variação na densidade
básica ao longo do fuste demonstram que não há um padrão definido,
porém, para o gênero Eucalyptus há um decréscimo da densidade básica
até 50% da altura da árvore e crescentes desse ponto até o topo ou
corredução próximo ao topo (GOULART et. al, 2003).
As diferenças de densidade básica da madeira ocorrem devido
a variações na estrutura celular, principalmente na espessura da parede
celular, e diâmetro do lume, além da composição química da madeira
(TRUGILHO et al., 1996). Assim, maiores valores de densidade básica da
madeira são encontrados em genótipos com maior espessura da parede
celular e menor diâmetro da célula, tendo assim, um menor lume (VITAL,
1984; SETTE JUNIOR et al., 2012).
53
Alguns autores, ao trabalhar com cinco posições ao longo do
tronco (0, 25, 50, 75 e 100%), reportaram a altura de 25% como a posição
de maior correlação com massa específica média para as madeiras de
Eucalyptus saligna e Eucalyptus grandis (Souza et al., 1986), Acacia
mangium (Vale et al., 1999) e Pinus caribaea var. hondurensis (Nogueira e
Vale, 1997).
A densidade varia significativamente entre árvores e dentro da
mesma árvore, tanto no sentido axial como no sentido radia (KOCH, 1972).
Este comportamento ficou bastante evidente no presente estudo, assim,
pode-se considerar que esta variabilidade, possivelmente, afetará as
propriedades que dependem ou se correlacionam com a densidade da
madeira, afetando a trabalhabilidade da madeira.
5.3 Determinação da variação dimensional
Os valores médios das contrações tangencial, radial e
volumétrica, assim como o Coeficiente Anisotrópico para os seis clones
estudados estão apresentados na Tabela 11.
De maneira geral, o clone FI F3 C219 apresentou
significativamente os valores mais altos para a contração radial (6,04%),
tangencial (8,89%) e volumétrica (14,49%), diferindo estatisticamente de
todos os outros materiais, exceto do clone FI F11 na contração tangencial,
enquanto que o clone VV H13 apresentou os valores mais baixos para a
contração tangencial (6,73%) e volumétrica (11,36%), diferindo
estatisticamente dos outros materiais apenas na contração tangencial.
54
TABELA 11 – VALORES MÉDIOS DE CONTRAÇÃO RADIAL, TANGENCIAL, VOLUMÉTRICA E COEFICIENTE ANISOTRÓPICO DE SEIS CLONES DE EUCALIPTO COM 5 ANOS DE IDADE E TESTE DE MÉDIAS.
Clone Contração (%)
Coeficiente anisotrópico
Radial Tangencial Volumétrica T/R
VV H13 4,91 b 6,73 c 11,36 c 1,39 a
0,74* 0,94* 1,37* 0,23*
FI F8 4,68 b 7,57 b 11,91 c 1,69 a
1,05* 1,28* 1,81* 0,43*
FI F1 H13 5,11 b 7,42 b 12,19 c 1,49 a
0,86* 0,82* 1,32* 0,27*
EUCA 105 5,14 b 7,66 b 12,49 c 1,52 a
0,97* 1,37* 1,89* 0,24*
FI F11 5,30 b 8,41 a 13,39 b 1,63 a
0,94* 1,06* 1,58* 0,32*
FI F3 C219 6,04 a 8,89 a 14,49 a 1,52 a
1,40* 1,47* 2,18* 0,34*
Médias seguidas pelas mesmas letras na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade. *Desvio Padrão.
Considerando apenas os resultados de contração radial, o clone
FI F3 C219 apresentou valor bem próximo ao encontrado por Carvalho et
al. (2015) para E. cloeziana (6,05%) com 16 anos de idade, diferente do
resultado médio encontrado pelo mesmo autor para Eucalyptus grandis
com a mesma idade (5,19%), valor este bem próximo ao encontrado por
Motta et al. (2014), estudando um híbrido clonal de eucalipto (E. urophylla
x E. grandis), que chegaram a um valor de contração radial de 5,02%, valor
próximo ao encontrado neste trabalho para os clones EUCA 105, VV H13
e FI F1 H13.
Quanto aos resultados de contração tangencial, o clone VV H13
foi o que obteve o menor valor (6,73%), seguido dos clones FI F1 H13, FI
F8 e EUCA 105, que apresentaram valores de 7,42%, 7,57 e 7,66%,
respectivamente, sendo todos esses valores inferiores aos encontrados por
Muller et al. (2014), que chegaram ao resultado de contração tangencial
para madeira de E. benthammi com seis anos de idade de 13,87%.
Carvalho et al. (2015), estudando madeira de E. cloeziana e E. grandis com
16 anos de idade, Motta et al. (2014), estudando um híbrido clonal de
55
eucalipto (E. urophylla x E. grandis), e Alves et al. (2017), estudando
madeira de E. cloeziana com 10 anos de idade, também encontraram
valores superiores aos encontrados neste trabalho para contração
tangencial considerando os melhores materiais analisados.
Considerando os resultados de contração volumétrica, observa-
se que o clone VV H13 apresentou o menor valor (11,36%), e o clone FI F3
C219 apresentou o maior valor (14,49%), porém, de maneira geral, os
valores obtidos ficaram relativamente próximos aos resultados obtidos por
Motta et al. (2014) estudando um híbrido clonal de eucalipto (13,75%) e por
Carvalho et al. (2015), estudando madeira de E. grandis com 16 anos de
idade (13,03%), e foram inferiores aos resultados obtidos por Muller et al.
(2014), estudando a madeira de E. benthammi com seis anos de idade
(18,52%) e por Alves et al. (2017), estudando madeira de E. cloeziana com
10 anos de idade (19,68%).
Observa-se através dos desvios padrões que as variações dos
resultados podem ser classificados como de média dispersão, sendo que a
grande maioria dos resultados obtiveram coeficiente de variação entre 10
e 20%.
As maiores alterações dimensionais da madeira ocorrem no
sentido tangencial aos anéis de crescimento, seguidos pelo sentido radial,
sendo praticamente desprezível no sentido longitudinal (MOREIRA, 1999),
portanto os resultados deste estudo foram condizentes com tal
comportamento.
Gonçalez (1993) classifica a madeira quanto a retratibilidade
volumétrica, sendo que madeiras com retratibilidade volumétrica fraca
apresentam valores de 4% a 9%, com retratibilidade volumétrica média
valores de 9,1% a 14% e com retratibilidade volumétrica forte valores de
14,1% a 19%. Assim, o único clone considerado como madeira com
retratibilidade volumétrica forte foi o FI F3 C219.
Para Durlo e Marchiori (1992), o fator anisotrópico é o mais
importante índice para se avaliar a estabilidade dimensional da madeira,
sendo que os mesmos autores, consideram uma classificação da madeira
quanto a este parâmetro, sendo que para valores variando de 1,2 a 1,5, a
madeira é considerada excelente, valores variando de 1,5 a 2,0 a madeira
56
é considerada normal, e acima de 2,0 a madeira é considerada de baixa
qualidade.
Considerando os valores de coeficiente anisotrópico, o clone VV
H13 obteve o menor valor de anisotropia (1,39), seguido do clone FI F1 H13
(1,49), e apesar de não diferirem estatisticamente dos clones EUCA 105,
FI F3 C219 e FI F11, foram classificados igualmente como madeira
excelente. Os demais clones foram todos classificados como madeira
normal, sendo que o clone FI F8 obteve o maior valor de coeficiente
anisotrópico (1,69), demonstrando que possuem potencial para outras
utilizações, como o uso industrial por exemplo.
Todos os valores encontrados foram bastante inferiores aos
encontrado por Muller et al. (2014) para a madeira de E. benthammi com
seis anos de idade (2,36). Porém, apesar de também possuírem valores
menores, ficaram mais próximos aos resultados encontrados por Carvalho
et al. (2015) para E. cloeziana (1,71) e para E. grandis (1,59) com 16 anos
de idade, e por Motta et al. (2014) para um híbrido clonal de eucalipto
(1,81).
Analisando os resultados e as classificações recomendadas por
Goncalez (1993) e Durlo e Marchiori (1992), pode-se afirmar que a madeira
dos clones analisados não devem apresentar problemas mais graves em
seus aproveitamentos, desde que o processo de desdobro e secagem
sejam conduzidos conforme as técnicas recomendadas.
5.4 Densidade Aparente (12%), Compressão Paralela e
Perpendicular às Fibras
Os valores médios de densidade aparente à 12% de umidade
são apresentados graficamente na Figura 13. O clone FI F3 C219
apresentou maior valor médio de densidade aparente (0,592 g/cm³), não
diferindo estatisticamente dos clones FI F11 e FI F1 H13, que apresentaram
valores de densidade aparente de 0,580 e 0,569 g/cm³, respectivamente.
Os clones com menores valores de densidade aparente foram os clones
EUCA 105 (0,548 g/cm³) que diferiu estatisticamente dos clones VV H13 e
57
FI F8 com os valores médios de densidade aparente de 0,516 e 0,517
g/cm³, respectivamente.
FIGURA 13 – GRÁFICO ILUSTRANDO OS VALORES MÉDIOS DE
DENSIDADE APARENTE (12%) DA MADEIRA DE SEIS CLONES DE EUCALIPTO COM 5 ANOS DE IDADE E TESTE DE MÉDIAS.
Em média, os valores de densidade aparente foram condizentes
com valores observados para outras espécies de Eucalyptus spp.
Evangelista et al. (2010), estudando madeira de E. urophylla com seis anos
de idade chegaram ao valor médio de densidade aparente de 0,55 g/cm³.
Já Muller et al. (2014) ao analisar a madeira de E. benthamii com seis anos
de idade no Estado de Santa Catarina encontraram valor médio de 0,56
g/cm³. Arantes (2009), ao avaliar a madeira de um clone de E. grandis x E.
urophylla, também com seis anos de idade, considerando três classes
diamétricas, chegou a valores variando entre 0,52 e 0,59 g/cm3, variação
semelhante a encontrada neste trabalho.
Nogueira et al. (2018), estudando a madeira de E. umbra com
28 anos de idade encontraram valor médio de densidade aparente à 12%
de umidade de 0,89 g/cm³, valor bem superior ao encontrado neste
trabalho, podendo ser explicado pela diferença de idade entre os materiais.
Conforme observado por Sette Júnior et al. (2012) e Santana et al. (2012),
que concluíram que a densidade aumenta gradativamente com a idade,
0,516 c 0,517 c 0,548 b0,569 a
0,580a0,592 a
0,000
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
0,600
0,700
VV H13 FI F8 EUCA 105 FI F1 H13 FI F11 FI F3 C219
Den
sid
ade
Ap
aren
te
Clones de Eucalyptus
Densidade Aparente (12%)
58
sendo que madeiras adultas apresentam menor quantidade de lenho
juvenil, tendo células com paredes mais espessas e consequentemente
maior densidade.
O módulo de ruptura (fc0) e módulo de elasticidade (Ec0) para o
ensaio de compressão paralela às fibras, módulo de ruptura (fc90) e módulo
de elasticidade (Ec90) para o ensaio de compressão perpendicular às fibras
na madeira de seis clones de eucaliptos com cinco anos de idade estão
apresentados na Tabela 12.
TABELA 12 – VALORES MÉDIOS DE RESISTÊNCIA (fc0,m) E MÓDULO DE ELASTICIDADE (Ec0,m) OBTIDOS NO ENSAIO DE COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS; RESISTÊNCIA (fc90,m) E MÓDULO DE ELASTICIDADE (Ec90,m) OBTIDOS NO ENSAIO DE COMPRESSÃO PERPENDICULAR ÀS FIBRAS DA MADEIRA DE SEIS CLONES DE EUCALIPTO COM 5 ANOS DE IDADE E TESTE DE MÉDIAS.
Clone fc0,m Ec0,m fc90,m Ec90,m
MPa
FI F8 39,19 b 9.884 b 5,52 a 379,54 a
3,91* 1037,15* 1,26* 90,16*
FI F3 C219 41,42 a 10.736 a 5,17 a 382,86 a
4,83* 1136,86* 0,96* 174,42*
FI F1 H13 42,34 a 10.370 b 6,08 a 414,92 a
2,65* 706,41* 1,39* 141,94*
FI F11 43,03 a 10.832 a 5,37 a 350,89 a
4,22* 1088,98* 1,25* 101,89*
VV H13 43,28 a 10.728 a 5,87 a 399,37 a
3,63* 1042,42* 1,71* 131,51*
EUCA 105 43,35 a 10.978 a 6,04 a 387,30 a
3,19* 786,95* 0,99* 157,89* Médias seguidas pelas mesmas letras na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade. *Desvio Padrão.
Considerando o ensaio de compressão paralela às fibras, os
clones EUCA 105, VV H13, FI F1 H13, FI F3 C219 e FI F11 não obtiveram
diferenças significativas entre eles, tendo valores de módulo de ruptura (fc0)
à compressão paralela às fibras de 43,35, 43,28, 42,34, 41,42 e 43,03 MPa,
respectivamente. O material menos resistente ao ensaio de compressão
paralela às fibras foi o FI F8 com o valor médio de 39,19 MPa.
O módulo de elasticidade (Ec0) expressa a capacidade que a
madeira têm de voltar a sua condição original, sem alterar suas
59
propriedades, após ser submetida a uma força, assim, os clones EUCA
105, VV H13, FI F3 C219 e FI F11 obtiveram os maiores resultados do
parâmetro analisado, não diferindo estatisticamente entre si, já os clones
FI F1 H13 e FI F8 apresentaram valores inferiores, possuindo valores de
Módulo de Elasticidade (Ec0) de 10.370 e 9.884 MPa, respectivamente.
Nogueira et al. (2018), estudando madeira de Eucalyptus umbra
com 28 anos de idade obteve valor médio de resistência à compressão
paralela às fibras de 42,7 MPa, resultado inferior aos resultados
encontrados para os clones superiores (EUCA 105, VV H13 e FI F11) e
resultado semelhante aos encontrados para os clones com resistência
intermediária (FI F1 H13 e FI F3 C219), porém o valor encontrado pelos
mesmos autores para o módulo de elasticidade (14.576,8 MPa) foi superior
aos encontrados neste estudo para todos os materiais analisados.
Muller et al. (2014), estudando um plantio de E. benthamii com
aproximadamente seis anos de idade e espaçamento inicial de 2,5 x 2,0 m,
sendo submetido a um desbaste seletivo por baixo com 20% de
intensidade, encontraram valores médios de resistência à compressão
paralela às fibras de 37,34 MPa e do módulo de elasticidade de 2.565,00
MPa.
Benin et al. (2017) ensaiando madeira de E. benthamii aos seis
anos de idade chegaram ao valor médio de resistência à compressão
paralela às fibras de 31,23 MPa e de Rigidez de 4.621,19 MPa, valores
inferiores aos encontrados para os clones ensaiados. Entretanto, os
resultados encontrados por Pereira et al. (2016) para o ensaio de
resistência à compressão paralela às fibras (59,17 MPa) com madeira de
E. urograndis com 14 anos de idade foi bastante superior aos encontrados
neste estudo.
Silva (2018) estudando cinco clones do híbrido E. grandis x E.
urophylla e um clone do híbrido E. grandis x E. camaldulensis, com 14 anos
de idade, encontrou valores médios de resistência à compressão paralela
às fibras variando de 42,11 a 53,75 MPa. Isso demonstra que os clones
analisados neste estudo, apesar de serem jovens, apresentaram
resultados promissores quanto a utilização diversificada da madeira.
60
Considerando o ensaio de compressão perpendicular ou normal
às fibras, não houve diferenças significativas ao nível de 5% de
probabilidade tanto para o módulo de ruptura (fc90) quanto para o módulo
de elasticidade da madeira (Ec90) de todos os clones ensaiados. Os valores
de fc90 variaram de 5,17 a 6,08 MPa e os valores de Ec90 variaram de 350,89
a 414,92 MPa.
Os resultados encontrados neste estudo foram superiores aos
encontrados por Nogueira et al. (2018) para a madeira de E. umbra com 28
anos de idade, e inferiores aos resultados encontrados por Pereira et al.
(2016) estudando madeira de E. urograndis com 14 anos de idade.
Considerando os desvios padrões, no ensaio de compressão
paralela às fibras, a grande maioria dos resultados podem ser classificados
como de baixa dispersão, demonstrando que as peças são bastante
homogêneas quando a resistência no ensaio citado. Porém, no ensaio de
compressão perpendicular às fibras, os desvios podem ser classificados
como de alta e muito alta dispersão.
Apesar de se tratar de madeiras juvenis, os resultados
demonstram um bom potencial para a utilização diversificada da madeira,
como em pequenas estruturas, de todos os materiais analisados, haja vista
que houve pouca diferença entre os valores (apenas o Clone FI F8 obteve
diferença significativa o nível de 5% de probabilidade), desde que haja o
correto dimensionamento das peças de madeira.
Porém, deve-se ressaltar que os resultados obtidos demonstram
uma limitação quanto a utilizações mais exigentes, sendo que essa
característica está diretamente ligada à massa específica básica da
madeira, composição do lenho e sua estrutura anatômica, entre outras, a
idade dos indivíduos que ainda são jovens.
5.5 Flexão Estática e Dureza Janka
Os valores médios de módulo de ruptura (fM) e módulo de
elasticidade (EM) para o ensaio de flexão estática e os valores médios de
dureza Janka nos três sentidos anatômicos da madeira, em Newton, na
61
madeira de seis clones de eucaliptos com 5 anos de idade estão
apresentados na Tabela 13. Todos os desvios dos resultados podem ser
considerados como de média e alta dispersão.
TABELA 13 – VALORES MÉDIOS DE RESISTÊNCIA (fM,m) E MÓDULO DE ELASTICIDADE (EM,m) OBTIDOS NO ENSAIO DE FLEXÃO ESTÁTICA, DUREZA JANKA PARALELA ÀS FIBRAS (fH0,m), DUREZA JANKA NO SENTIDO RADIAL (fHRadial,m) E DUREZA JANKA NO SENTIDO TANGENCIAL (fHTangencial,m), DA MADEIRA DE SEIS CLONES DE EUCALIPTO COM 5 ANOS DE IDADE E TESTE DE MÉDIAS.
Clone fM,m EM,m fH0,m
fH
Radial,m fH
Tangencial,m
MPa N
FI F8 69,72 a 6.254 a 4.553 a 3.665 a 3.729 b 7,87* 967,02* 809,07* 792,51* 892,27*
FI F1 H13 70,83 a 6.089 a 4.070 a 3.834 a 3.910 a 12,64* 849,43* 682,46* 756,22* 587,91*
EUCA 105 71,42 a 6.940 a 4.250 a 3.988 a 4.114 a 19,46* 1795,06* 900,81* 645,15* 728,56*
VV H13 74,89 a 6.246 a 4.480 a 4.085 a 4.108 a 16,78* 1420,83* 1127,53* 642,73* 787,76*
FI F11 76,06 a 6.718 a 4.408 a 3.171 b 3.394 b 13,45* 1504,72* 541,21* 753,41* 723,79*
FI F3 C219 77,95 a 7.119 a 4.694 a 3.631 a 3.859 a 10,47* 1852,91* 905,40* 440,52* 756,20*
Médias seguidas pelas mesmas letras na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Scott-Knott ao nível de 5% de probabilidade. *Desvio Padrão.
Não foram observadas diferenças significativas para os valores
médios do módulo de elasticidade (EM) e do módulo de ruptura (fM) no
ensaio de flexão estática entre os seis clones avaliados, sendo que o fM
variou de 69,72 a 77,95 MPa e o EM variou de 6.089 a 7.119 MPa.
Silva (2018), estudando híbridos de Eucalyptus com 14 anos de
idade observou grande variação entre os clones, sendo que os resultados
de fM ao ensaio de flexão estática na posição mais interna da árvore
variaram de 54,32 a 92,66 MPa.
Gonçalves et al. (2009), avaliando a madeira de um híbrido
clonal de E. urophylla x E. grandis, aos 70 meses de idade, observaram
resistência à flexão estática variando de 82,95 a 83,21 MPa, e módulo de
elasticidade entre 9.652 e 9.798 MPa. Já Nogueira et al. (2018), avaliando
62
madeira de Eucalyptus umbra observaram resistência à flexão estática
médio de 84,1 MPa, e módulo de elasticidade médio de 14.310,8 MPa,
todos esses valores superiores aos encontrados neste trabalho.
Muller et al. (2014) estudando a madeira de E. benthamii com 6
anos de idade encontraram valores médios de fM e de EM no ensaio de
flexão estática de 83,53 e 9.754,67 MPa, respectivamente, resultados
superiores aos observados neste estudo. Já Benin et al. (2017), avaliando
a mesma espécie com a mesma idade no espaçamento 3 x 2 m,
observaram valores médios de fM e de EM no ensaio de flexão estática de
74 e 8.330 MPa, sendo valores mais próximos aos encontrados neste
trabalho.
A baixa resistência da madeira à flexão estática pode limitar seus
usos na construção civil para produtos que necessitam de maior resistência
à flexão, como pontes e telhados, portanto, deve-se tomar os devidos
cuidados no dimensionamento das peças nessas utilizações.
Em relação ao ensaio de dureza Janka, não houve diferenças
significativas no resultado médio de resistência na face axial ou paralela às
fibras, sendo que nessa posição foram observados os maiores valores,
considerando os três sentidos anatômicos da madeira, variando de 4.070 a
4.694 N.
No sentido radial, não houve diferença significativa entre os
clones EUCA 105, VV H13 e FI F1 H13, FI F3 C219 e FI F8, que
apresentaram valores médios de resistência de 3.988, 4.085 e 3.834 N,
3.631 e 3.665 N, respectivamente, e por fim, o clone com a menor
resistência foi o FI F11, com valor de 3.171 N, diferenciando
estatisticamente dos demais.
Já na face tangencial da madeira, não houve diferença
significativa entre os clones EUCA 105, VV H13 e FI F1 H13 e FI F3 C219,
que obtiveram valores médios de resistência de 4.114, 4.108, 3.910 e 3.859
N, respectivamente, e por fim, os clones com os menores valores médios
de resistência ao ensaio de dureza Janka no sentido tangencial foram o FI
F8 e FI F11, com valores de 3.729 e 3.394 N, respectivamente,
diferenciando estatisticamente dos demais.
63
Os resultados encontrados neste trabalho foram inferiores aos
encontrados por Muller et al. (2014) estudando madeira de E. benthamii
com seis anos de idade, que encontrou fH0 = 5.632,94 N, fH Radial = 5.138
N e fH Tangencial = 4.137 N, aos encontrados por Gonçalez et al. (2006)
analisado a dureza da madeira de E. grandis (5.207 para a face radial e
6.512 N para a face tangencial) e para E. cloeziana (11.111 para a face
radial e 11.444 N para a face tangencial).
Porém, Nogueira et al. (2018), avaliando madeira de E. umbra
com 28 anos de idade, observaram valor médio de dureza Janka no sentido
paralelo às fibras de 1.175 N e no sentido normal às fibras de 2.092 N,
valores inferiores aos encontrados neste estudo.
De maneira geral, considerando os resultados obtidos quanto a
resistência ao ensaio de dureza Janka dos materiais analisados, podemos
classificá-los como madeira de média dureza, segundo a classificação de
dureza sugerida pela Associação Nacional de Pisos de Madeira – ANPM
(2015) para as espécies brasileiras utilizadas na produção de pisos de
madeira, sendo um resultado satisfatório quanto a este parâmetro.
A norma NBR 7190 (ABNT, 1997) estabelece algumas classes
de qualidade que estão relacionadas à resistência e massa específica da
madeira. A Tabela 3 define as condições mínimas de resistência e rigidez
que determinada espécie de madeira folhosa ensaiada deve apresentar
para ser enquadrada nas respectivas classes de resistência. Para que se
possam comparar os valores há necessidade de transformar as
resistências médias em resistências características, seguindo as
recomendações da norma NBR 7190 (ABNT, 1997).
Na Tabela 14 são apresentados os valores de resistência e
rigidez características da madeira dos clones ensaiados. Considerando a
resistência à compressão paralela às fibras em valores característicos, os
Clones FI F11, VV H13 e EUCA 105 enquadram-se na Classe C30 e os
demais materiais com valores um pouco abaixo de 30 MPa, seriam
enquadrados na Classe C20 (ABNT, 1997).
64
TABELA 14 – VALOR CARACTERÍSTICOS DE RESISTÊNCIA (fc0,k) E VALOR MÉDIO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE (Ec0,m) OBTIDOS NO ENSAIO DE COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS, VALORES MÉDIOS DE DENSIDADE BÁSICA E DENSIDADE APARENTE, DA MADEIRA DE SEIS CLONES DE EUCALIPTO COM 5 ANOS DE IDADE.
Clones fc0k (MPa) fvk (MPa) Ec0,m(MPa) ρbas,m
(g/cm³) ρaparente
(g/cm³)
FI F8 27,43 3,29 9.884 0,494 0,517
FI F3 C219 28,99 3,48 10.736 0,501 0,592
FI F1 H13 29,64 3,56 10.370 0,487 0,563
FI F11 30,12 3,61 10.832 0,487 0,580
VV H13 30,30 3,64 10.728 0,475 0,516
EUCA 105 30,34 3,64 10.978 0,482 0,548
Fc0k – resistência à compressão paralela às fibras, valor característico; fvk – resistência ao cisalhamento, valor característico; Ec0,m – módulo de elasticidade na compressão paralela às fibras, valor médio; ρbas,m – densidade básica da madeira, valor médio; ρaparente – densidade aparente da madeira. Fonte: NBR 7190/97 – Adaptada.
65
6 CONCLUSÕES
Com base nos resultados obtidos para os parâmetros
dendrométricos pode-se concluir que os clones FI F11 (Eucalyptus
urophylla x Eucalyptus grandis), FI F8 (Eucalyptus urophylla x Eucalyptus
grandis), FI F3 C219 (Eucalyptus camaldulensis), VV H13 (Eucalyptus
urophylla x Eucalyptus grandis), FI F1 H13 (Eucalyptus urophylla x
Eucalyptus grandis) e EUCA 105 (Eucalyptus urophylla x Eucalyptus
grandis) são os mais recomendados para a implantação na região Norte de
Mato Grosso.
Considerando os resultados para a densidade básica, pode-se
classificar a madeira dos clones analisados como madeira leve ou de baixa
densidade.
Quanto à contração, a madeira da maioria dos clones foi
considerada como madeira de retratibilidade média, e quanto ao coeficiente
de anisotropia, a grande maioria dos clones foi classificada como madeira
normal, portanto os materiais não devem apresentar problemas mais
graves em seus aproveitamentos, desde que o processo de desdobro e
secagem sejam conduzidos conforme as técnicas recomendadas.
Com relação as propriedades mecânicas, apesar de se tratar de
madeiras juvenis, os materiais avaliados apresentaram valores
intermediários de resistência e rigidez. Deste modo, adotando um
dimensionamento adequado das peças, todos os clones ensaiados podem
ser empregados como fonte de matéria-prima para construção civil.
66
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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