UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
FACULDADE DE ENGENHARIA FLORESTAL
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA FLORESTAL
PROPRIEDADES DA MADEIRA DE PAU-DE-BALSA EM
DUAS IDADES
RAPHAEL ANGELO DE PINHO FURTADO CALDEIRA
CUIABÁ - MT
2017
RAPHAEL ANGELO DE PINHO FURTADO CALDEIRA
PROPRIEDADES DA MADEIRA DE PAU-DE-BALSA EM DUAS
IDADES
Orientador: Prof. Dr. Aylson Costa Oliveira
Monografia apresentada à disciplina Trabalho de Curso do Departamento de Engenharia Florestal, da Faculdade de Engenharia Florestal – Universidade Federal de Mato Grosso, como parte das exigências para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Florestal.
CUIABÁ – MT
2017
2
AGRADECIMENTOS
Gostaria de agradecer primeiramente a meus pais Claudia Caldeira e
Silvio Caldeira que sempre me apoiaram nos meus estudos, que são peças
fundamentais da minha vida e a quem amo mais que tudo nesse mundo, agradecer
também a minha irmã querida Larissa Caldeira que apesar de todas as discussões
também é um dos grandes amores da minha vida.
Aos professores Aylson Oliveira e Bárbara Corradi, pela enorme
paciência que tiveram comigo, por serem além de professores grandes amigos, por
todo conhecimento que me passaram e por terem me aceitado como orientado.
Ao professor e tio Sidney Caldeira que aceitou fazer parte da minha
banca e junto a minha tia Sidnéia Caldeira me receberam tantas vezes em sua
casa durante todo o período da graduação.
A minha tia Adalmar Furtado que sempre me apoiou nos estudos e me
ensinou tanto sobre todos os aspectos sociais e humanitários do mundo.
A minha madrinha Helena Schauren e meu Padrinho Claudio Schauren
que durante toda minha vida fizeram tanto por mim, a quem jamais conseguirei
retribuir e que eternamente serei grato.
A empresa Teca do Brasil que forneceu material para que o estudo
pudesse ser conduzido e ajudou em todo o processo de coleta do material.
A Universidade Federal de Viçosa e ao Laboratório de Paineis de
Energia da Madeira (LAPEM) pela realização das Análises.
A todos meus grandes amigos do Grupo do Boto Alessandro Camargo,
Ananias Bueno, Amanda Cesario, Cauê Bachega, Daiane Martini, Diogo Hudson
Eneias Roger, Fernanda Negro, Lucas Barros, Luiz Fernando Negro, Meisom
Barros, Nathália Martinhago, Phelipe Prates e Willber Heringer, que sempre
estiveram junto comigo em todos os dias de tereré, churrasco e festas mas também
em todas as madrugadas de estudo, trabalhos e seminários e que fizeram de mim
uma pessoa muito melhor.
Mais uma vez aos meus amigos Willber Heringer e Amanda Cesário que
se tornaram irmãos para mim, e aos quais tenho toda a gratidão do mundo por
existirem.
3
A minhas primas Geovanna Schauren, Nathalia Markus, Suellen
Wendpap e ao meu primo Andrey Pescador que foram durante toda minha vida
companhias para todos os momentos de alegria e tristeza.
SUMÁRIO Página
RESUMO ................................................................................................... v
1. INTRODUÇÃO .................................................................................... 1
2. OBJETIVOS ........................................................................................ 3
2.1. OBJETIVO GERAL ............................................................................. 3
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................... 3
3. REVISÃO DE LITERATURA .............................................................. 4
3.1. CARACTERISTICAS GERAIS DE Ochroma pyramidale .................... 4
3.2 QUALIDADE DA MADEIRA ................................................................. 6
3.3. INFLUENCIA DA IDADE NAS PROPRIEDADES DA MADEIRA ........ 8
4. MATERIAL E MÉTODOS ................................................................. 11
4.1. LOCAL .............................................................................................. 11
4.2. PREPARO DAS AMOSTRAS ........................................................... 11
4.3. ANÁLISE ESTATÍSTICA ................................................................... 13
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................ 14
5.1. DENSIDADE BÁSICA ....................................................................... 14
5.2. COMPOSIÇÃO QUÍMICA ................................................................. 15
5.3. ANÁLISE QUÍMICA IMEDIATA ......................................................... 17
6. CONCLUSÕES ................................................................................. 19
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................. 20
v
RESUMO
CALDEIRA, Raphael Angelo de Pinho Furtado. Propriedades da madeira de pau-de-balsa em duas idades. 2017. Monografia (Graduação em Engenharia Florestal) – Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá-MT. Orientador: Prof. Dr. Aylson Costa de Oliveira Atualmente a demanda por madeira no mundo cresce com o passar dos anos, sendo necessário o aumento dos plantios além da busca de novas espécies para fins comerciais. Este trabalho teve como objetivo verificar a influência da idade nas propriedades da madeira de Ochroma pyramidale proveniente de um plantio homogêneo experimental. As árvores amostradas neste estudo foram provenientes Fazenda Campina, de propriedade da empresa Teca do Brasil, localizada no distrito de Pirizal, município de Nossa Senhora do Livramento- MT. A amostragem foi realizada em árvores com 4 e 14 anos de idade sendo retiradas amostras em discos a 0,2 e 1,5 metros, onde foi determinada a densidade básica, composição química através dos teores de holocelulose, lignina e extrativos totais, análise química imediata com mensuração do carbono fixo, voláteis, teor de cinzas além do poder calorífico superior. Os valores observados foram submetidos a um teste f e posteriormente a um teste t a 5 % de probabilidade. Foram observadas diferenças significativas para densidade sendo aos 14 anos 0,239g/cm³ e poder calorífico superior com 4784,25 kcal/Kg, para as outras características avaliadas não houve diferença significativa entre as idades. Conclui-se que a idade afetou a densidade e o PCS, quando se considera as propriedades avaliadas. Palavras-chave: Densidade básica, análise química, Ochroma pyramidale
1
1. INTRODUÇÃO Atualmente, com o aumento da demanda por madeira no
mundo, são necessários o aumento das áreas de plantios e busca de
novas espécies para plantios comerciais. O Brasil apresenta uma área de
cobertura florestal nativa de 60,7% do território (IBGE, 2015).
O setor de floresta plantada é caracterizado principalmente
pelos plantios florestais de rápido crescimento, com Eucalyptus tendo
cerca de 5,6 milhões de hectares plantados situados na sua maioria, nos
Estados das regiões Sudeste e Sul (IBA, 2016). Outras espécies
destacadas pelo autor são a Seringueira, a Acácia e a Teca,
respectivamente com cerca de 200 mil, 160 mil e 90 mil hectares
plantados. Outra espécie que apresenta essas características potenciais
para plantio é o Ochroma pyramidale, popularmente conhecido como pau-
de-balsa.
Nos últimos anos muitas são as iniciativas para o
desenvolvimento da cultura de pau-de-balsa no Brasil. Nos estados mais
ao norte encontramos as condições mais favoráveis para este cultivo
(AGROSOFT, 2000). O mesmo trabalho ainda cita que o estado do Mato
Grosso se mostra disposto a investir nos programas de incentivo à cultura
possibilitando a formação de um mercado para essa espécie. Portanto,
são necessários estudos para atender à demanda.
Em plantios homogêneos, seu amadurecimento ocorre entre 6
e 10 anos, com um crescimento que pode chegar aos 18 metros em 6
anos e apresenta rotatividade de corte de 7 anos (CALDEIRA, 2003).
Segundo Lorenzi (2002), as principais utilizações da madeira desta
espécie são na construção de veículos de navegação fluvial como barcos
e jangadas, além de brinquedos, caixaria leve e também utilizada como
isolante térmico e acústico.
Atualmente, o principal mercado é a construção de hélices
eólicas. Também é usada como isolante, em embalagem de gêneros
alimentícios, isolante térmico e acústico, maquetes de arquitetura,
diafragma de microfones, botes salva-vidas, painéis para a forração de
2
tanques de armazenamento em navios, aeromodelismo e
nautimodelismo, para anzóis de pesca etc. (COPROMAB-MT, 2012).
Devido à característica de crescimento acelerado associado
com suas características de baixíssima densidade, a espécie apresenta
potencialidade quanto ao âmbito econômico, tendo o Equador como
principal produtor e os Estados Unidos como maior consumidor mundial
(ROLDÁN, 2009).
A cultura é relativamente nova no Brasil quando se trata de
reflorestamento, entretanto é uma espécie de ocorrência natural nas
florestas tropicais brasileiras e está em processo de domesticação para
uso florestal (FRANCIS, 1991). Por outro lado, a produção florestal desta
espécie nas áreas de terreno fértil demonstra potencial para o negócio
florestal, portanto é interessante se avaliar em que idade a Ochroma
pyramidale apresenta suas características mais relevantes ao mercado e
como essas variações na idade podem influenciar as propriedades da
madeira, afetando os métodos e os tratamentos silviculturais.
A idade da árvore, quando da formação da madeira, também
influencia a densidade da madeira. Dessa forma, o resultado final da
densidade formado depende da relação entre a influência da largura do
anel de crescimento e a influência da idade da árvore (PINHEIRO, 1999).
Devido os principais usos para a madeira de O. pyramidale
incidirem na necessidade de se obter madeira que apresente baixa
densidade, é necessário avaliar essa característica em árvores
provenientes de plantios homogêneos e em diferentes idades. Além disso
é importante conhecer as outras propriedades da madeira para indicar
possíveis utilizações para essa espécie.
3
2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GERAL
Avaliar a influência da idade nas propriedades da madeira de
Ochroma pyramidale proveniente de plantio homogêneo
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Avaliar a densidade básica da madeira nas idades de 4 e 14
anos;
Avaliar as características químicas da madeira do pau-de-
balsa nas idades de 4 e 14 anos;
Evidenciar a potencialidade da utilização da espécie O.
pyramidale relacionando a mesma com a variação das
características da espécie nas diferentes idades.
4
3. REVISÃO DE LITERATURA
3.1. CARACTERISTICAS GERAIS DE Ochroma pyramidale
A espécie Ochroma pyramidale (Cav.) Urb. é uma árvore que
pertence à família Malvaceae (CARVALHO SOBRINHO, 2006). De acordo
com descrição feita por Lorenzi (2008), trata-se de uma espécie arbórea
pereniforme, com altura variando entre 15 a 30 metros de altura podendo
chegar em alguns casos a 35 m, apresenta diâmetro a altura do peito
(DAP) de 20 a 50 cm, tem a copa ampla, aberta, arredondada e irregular,
as folhas são simples com comprimento entre 13 e 35 cm, arredondadas
e com nervuras principais muito proeminentes.
Esta espécie também é conhecida como pau-de-jangada, balsa,
pata-de-lebre entre outros. Sua ocorrência se distribui a partir das
Antilhas, ocorrendo do Sul do México, Bolívia e na Amazônia Brasileira
(LEÃO et al., 2008).
A espécie O. pyramidale apresenta melhor desenvolvimento em
zonas de clima tropical e florestas equatoriais com terra firme (LORENZI,
2002), entretanto apresenta desenvolvimento satisfatório em solos
arenoso com pequena camada orgânica em clareiras e também em solos
que passaram pelo processo de queimada (LOUREIRO, 1979).
Trata-se de espécie que apresenta uma madeira muito leve,
com cerne castanho pálido ou avermelhado, de fácil desdobro (PIO
CORREA, 1978). Segundo Lorenzi (2002) a madeira de pau-de-balsa
apresenta potencial para utilização em construções de peças
aeronáuticas e pás de hélices utilizadas para obtenção de energia eólica.
Além da madeira, as folhas e casca também possuem utilizações sendo
as folhas utilizadas em cozimento para combate a prisão de ventre e
estresse, além de possuir propriedades abortivas e a casca utilizada em
infusão como tônico e cozida para lavar feridas e tratar doenças da pele
(KLEIN, 1984).
A espécie Ochroma pyramidale possui fruto cápsula e cada
semente medindo cerca de 5 mm de comprimento está envolta por paina
5
(RIZZINI, 1971, 1978; CORRÊA, 1978; LOUREIRO, 1979). As sementes
de pau-de-balsa têm sido reportadas como possuidoras de certo grau de
dormência segundo Alves (1982). Ainda segundo esse mesmo autor
anualmente produz grande quantidade de sementes, que são
disseminadas pelo vento, apresentando característica ortodoxa e
dormência do tipo tegumentar.
O pau-de-balsa é utilizado em plantios mistos para a recomposição
de áreas degradadas e de preservação permanente, em virtude do rápido
crescimento e tolerância à luminosidade (SANTOS et al., 2014).
Rocha et al. (2012) afirmam que a madeira pode ser utilizada na
construção civil para destinações como madeira de forma para concreto
entre outras finalidades descartáveis, devendo-se observar as
características mecânica.
A madeira do pau-de-balsa é de baixa densidade, mas de grande
resistência às tensões. É macia e fácil de trabalhar. Pelas suas
características, é ideal para construção naval no revestimento de iates, e
nas construções aérea e civil no isolante térmico e acústico. Ainda é
utilizada na construção de maquetes, caixas leves, artesanato, pranchas
de windsurfe, aeromodelismo e pode substituir a cortiça, em seus
diversos usos (LOUREIRO, 1979; LORENZI, 1992).
A comercialização da madeira do pau-de-balsa ocorre
normalmente em toras de no mínimo 15 cm de diâmetro, madeira serrada,
laminada ou faqueada. De acordo com Revilla (2001), a partir do terceiro
ano com o desenvolvimento de uma espécie de pluma que recobre as
sementes pode-se obter vantagens a partir da venda desse produto que
pode ser utilizado no preenchimento de colchoes e travesseiros.
Os principais países importadores da madeira de pau-de-balsa
são os Estados Unidos, China, Colômbia, Peru, Japão, Alemanha,
Dinamarca e México. O Estados Unidos é o importador de maior destaque
(ROMERO, 2014).
No estado de Mato Grosso houve incentivo ao cultivo dessa
espécie, segundo dados da Cooperativa dos Produtores de pau-de-balsa
a espécie já possuía, em 2012 cerca de 7 mil hectares plantados
(COPROMAB, 2012).
6
Em Mato Grosso, no município de Nossa Senhora do
Livramento, há um plantio de pau-de-balsa, onde foi utilizado
espaçamento de 3 m x 3 m, em solos com alta fertilidade, observaram-se
aos 16 meses valores médios de 12,7 cm de DAP e 8,0 m de altura, e aos
28 meses, DAP igual a 16,5 cm e altura média de 15,1 m (CALDEIRA E
FROZI, 2004).
3.2. QUALIDADE DA MADEIRA
Rozenberg e Cahalan (1997) afirmaram que o termo qualidade
da madeira pode ser utilizado para se expressar um conjunto de
características relacionadas a uma determinada utilização. Já Biermann
(1996) define como sendo a adequação da madeira para um determinado
propósito.
Nigoski (2005) considera que a qualidade da madeira pode ser
definida com base nas características que a fazem valiosa para um
determinado fim. Enquanto que, para Punches (2004) a qualidade da
madeira é composta por muitas características e é avaliada de maneira
concreta somente quando é relacionada à uma aplicação específica.
Assim dependendo da utilização da madeira, diversas
características podem ser consideradas para a determinação de sua
qualidade. Punches (2004) levanta uma situação, onde, se o objetivo for
caracterizar a qualidade da madeira para a utilização em estruturas,
informações como as características físicas de resistência, dureza e
estabilidade dimensional seriam as mais importantes a serem avaliadas,
enquanto a madeira para projetos arquitetônicos poderia requerer a
determinação de padrões de grã específicos ou cor. Na indústria de
celulose, a qualidade de madeira poderia estar concisa nas
características das dimensões de fibras, densidade e na avaliação de
componentes químicos como a de celulose.
Barrichelo e Brito (1979) e Mimms (1993) afirmam que dados
sobre os parâmetros químicos, físicos e anatômicos são essenciais para o
direcionamento da produção de celulose e papel, pois cada um destes
7
pode influenciar positivamente ou negativamente e em diferentes
aspectos ao longo do processo.
De acordo com Trugilho (1995), a utilização da madeira para a
produção de energia, apesar de não ser restritiva, depende de algumas
das suas características internas, como, por exemplo, o teor de lignina e a
densidade básica. Para esse fim, os estudos e as tecnologias adotadas
buscam melhorar as propriedades da madeira no que se refere ao poder
calorífico superior, ao teor de lignina, ao rendimento em carbono fixo, ao
incremento médio anual, à produção de massa seca e à densidade
básica, além de algumas propriedades mecânicas.
Segundo Lelles & Silva (1997), a densidade básica é uma
propriedade física que retrata a qualidade da madeira, por ser
influenciada por diversos fatores inerentes a cada gênero, espécie e
árvore, não sendo aconselhável sua utilização isolada como parâmetro de
qualidade.
Pereira et al. (2000) relatam que o aumento na densidade da
madeira associado a elevados teores de lignina favorece a produção de
carvão de melhor qualidade, com alto rendimento gravimétrico, aumento
no teor de carbono fixo e na densidade aparente do carvão.
Quando se trata da produção de painéis de madeira, Maloney
(1993) afirmou que a densidade é a variável mais importante relativa à
espécie, influenciando as propriedades finais dos painéis. Ainda para o
mesmo autor as espécies com densidade de até 0,55 g/cm³ são as mais
adequadas à produção de painéis de partículas por atingirem uma razão
de compactação adequada para o processo de densificação e
consolidação do painel até a espessura final.
Segundo Marra (1992), as propriedades da madeira possuem
forte influência na formação da ligação adesiva e, geralmente, as
madeiras de folhosas apresentam mais dificuldades do que as de
coníferas.
Na indústria de painéis de partículas de madeira aglomerada,
uma grande variedade de espécies de madeira poderia ser aproveitada
como matéria-prima. No entanto, conforme Nirdosha et al. (2009),
resíduos do processamento mecânico de espécies de folhosas não são
8
tradicionalmente utilizados na indústria de painéis de partículas devido à
alta densidade básica da madeira e teor de extrativos.
3.3. INFLUENCIA DA IDADE NAS PROPRIEDADES DA MADEIRA
Segundo Trugilho et al (1996), a madeira é um material
heterogêneo, apresentando diferentes tipos de células, que
desempenharem funções específicas. As diferentes composições
químicas, físicas e anatômicas da madeira são grandes entre espécies,
embora dentro da mesma espécie elas também ocorram, em função
principalmente da idade. Dentro de uma mesma espécie, ocorrem
diferenças significativas na altura do tronco e na direção da medula até a
casca. Além disso, existem variações entre o cerne e o alburno, madeira
de início e fim de estação de crescimento e, em escala microscópica,
entre células individuais.
A árvore não produz o mesmo tipo de células durante todo o
seu desenvolvimento. Durante os primeiros anos o lenho juvenil é
formado. Este lenho apresenta características como a maior concentração
de lignina, menor densidade, espessura da parede celular, conteúdo de
celulose, a resistência e a rigidez que diferem do lenho adulto que é
formado em uma fase posterior do seu desenvolvimento (MIMMS, 1993).
A madeira formada próxima à medula é justamente a madeira
mais velha dentro de uma árvore; entretanto, como ela é formada no
período de juvenilidade da árvore, parece apropriado se referir a ela como
lenho juvenil, enquanto a madeira mais externa recebe a denominação de
lenho adulto. Este fenômeno é mais notado nas espécies de coníferas do
que em folhosas (FOELKEL et al., 1976).
Zobel e Buijtenen (1989) relatam que a mudança do lenho
juvenil para o lenho adulto ocorre em um período de vários anos. Assim,
quase todas as propriedades físicas e químicas da madeira variam com o
passar dos anos.
Para Burger e Richter (1991), determinadas espécies podem
apresentar aumento ou diminuição da densidade básica em função da
idade, de acordo com as condições ambientais a que estejam
9
submetidas. Apesar disto, é difícil determinar a influência direta da idade
da árvore na densidade básica, pois os resultados são, frequentemente,
mascarados pelas condições ambientais durante o ciclo de vida da
árvore.
De maneira geral, a madeira apresenta elevação dos valores
de densidade, comprimento de fibra, poder calorifico, teor de holocelulose
entre outros, da fase juvenil até atingirem a maturidade, onde os valores
permanecem mais ou menos constantes. Na fase juvenil, a taxa de
incorporação de biomassa é crescente, tendendo a se estabilizar, quando
a árvore atinge a fase adulta. Essa taxa de variação da matéria seca
sintetizada com a idade é chamada de ritmo de crescimento, e depende
dos fatores genéticos, edáficos e climáticos (TRUGILHO et al., 1996).
Existem referências que ressaltam que as propriedades
químicas, físicas, anatômicas e mecânicas da madeira formada nos
primeiros anos de vida das apresentam valores muitas vezes inferiores às
da madeira formada na fase adulta da árvore (FOEKEL et al., 1976;
BALLARIN e PALMA, 2003).
O efeito da idade sobre as características físico-químicas e
anatômicas já é conhecido. Normalmente, a densidade tende a aumentar
com a idade (VITAL et al., 1984), como consequência do aumento da
espessura da parede celular e diminuição da largura das células.
Outros autores também observaram diferenças entre a madeira
formada pelo lenho juvenil quando comparado ao lenho adulto, dentre as
quais: comprimento inferior das fibras, paredes mais estreitas, maior
porcentagem de lenho primaveril, consequentemente menor proporção de
lenho outonal, densidade básica inferior, menor conteúdo de holocelulose,
maior conteúdo de lignina e anéis de crescimento maiores (FOEKEL et
al., 1976; BIERMANN, 1996; MIMMS, 1993).
Em estudo com espécies latifoliadas, Chagas et al. (2014)
afirmam que nas idades de quatro, seis e doze anos essas espécies
apresentaram massa específica, propriedades químicas e algumas
propriedades anatômicas similares. Com isso, a madeira advinda de toras
nessa faixa de idade irá proporcionar matéria-prima com propriedades
mais homogêneas, favorecendo as operações da indústria.
10
Para a Araucaria angustifolia, Hillig et (2012) verificaram
variação da massa específica entre as idades 32, 33, 43, 49, 49, 53 e 58
anos de idade, mas não puderam estabelecer um padrão de variação. Em
estudo com Toona ciliata aos 6, 12 e 18 anos, Braz et al. (2013)
encontraram tendência de crescimento dos valores de densidade em
função do aumento da idade.
11
4. MATERIAL E MÉTODOS
4.1. LOCAL
As árvores utilizadas foram provenientes de um plantio
homogêneo de origem seminal com a espécie O. pyramidale, realizado
nos anos de 2000 e 2001, na Fazenda Campina com 3.514 hectares com
plantios de diferentes espécies, de propriedade da empresa Teca do
Brasil, localizada no distrito de Pirizal, município de Nossa Senhora do
Livramento- MT, em área circunscrita à coordenada geográfica 16°12’32”
S e 56°22’57” W.
O solo da região trata-se de um Planossolo Eutrófico, com pH
de aproximadamente 6,10 e teores de potássio e fósforo em torno de
120,0 e 19,3 mg/dm³, e análise da composição física do solo resultou na
quantidade de areia, silte e argila, respectivamente de 610 g/kg de areia,
50 g/kg de silte e 330 g/kg de argila (FROSI, 2003).
De maneira aleatória, após a submissão de desbastes aos
quatro anos de idade, e após a colheita aos 14 anos de idade, foram
retirados discos de 10 cm de espessura a 0,2 metros de altura e outro a
1,5 m de altura de cada uma das três árvores desbastadas e das outras
três colhidas. Os discos foram levados para o Laboratório de Tecnologia
da Madeira da Faculdade de Engenharia Florestal da Universidade
Federal de Mato Grosso, campus Cuiabá.
4.2. PREPARO DAS AMOSTRAS
De cada disco foram retiradas duas cunhas opostas, passando
pela medula, utilizadas para determinação da densidade básica da
madeira. O restante do disco foi destinado às demais análises.
A densidade básica da madeira foi determinada pelo método
de imersão em água, de acordo com a norma ABNT NBR 11941 (ABNT,
2003), sendo as amostras colocadas em água para saturação.
12
As cunhas que sobraram foram moídas e peneiradas para
realização das análises químicas, que foram realizadas pelo Laboratório
de Painéis e Energia da Madeira da Universidade Federal de Viçosa.
Para determinação do poder calorífico superior e das análises
química estrutural e imediata, as amostras de madeira foram
transformadas em serragem, utilizando-se um moinho de laboratório tipo
Wiley, de acordo com a norma TAPPI 257 om-52 (TAPPI, 1994).
Para as análises químicas e poder calorifico superior foi
utilizada a fração serragem da madeira que passou pela peneira com
malha de 40 meshes e ficou retida na peneira com malha de 60 meshes
(ASTM, 1982). As amostras foram secas em estufa a 103±2ºC, até massa
constante.
O poder calorífico superior da madeira foi determinado de
acordo com a metodologia descrita pela norma da ABNT NBR 8633
(ABNT, 1984), em duplicatas, utilizando-se uma bomba calorimétrica
adiabática IKA300.
A determinação do teor absolutamente seco da madeira foi
realizada conforme a norma TAPPI 264 om-88 (TAPPI, 1998).
Os teores de extrativos da madeira foi determinado em
duplicatas, de acordo com a norma TAPPI 204 om-88 (TAPPI, 1996),
utilizando-se o método de determinação de extrativos totais, apenas
substituindo o etanol/benzeno, pelo etanol/tolueno.
Os teores de lignina insolúvel foram determinados em duplicata
pelo método Klason, modificado de acordo com o procedimento proposto
por Gomide e Demuner (1986). A lignina solúvel foi determinada por
espectrometria, conforme Goldschimid (1971), a partir da diluição do
filtrado proveniente do procedimento para obtenção da lignina insolúvel. O
teor de lignina total será obtido por meio da soma dos valores de lignina
solúvel e insolúvel.
A porcentagem de holoceluloses foi calculada por diferença,
considerando-se a madeira livre de extrativos, ou seja, retirou-se de 100 a
soma de celulose, extrativos e lignina total.
A composição química imediata da madeira, que corresponde
aos teores de materiais voláteis, cinzas e carbono fixo, em base seca, foi
13
determinada de acordo com a norma ABNT NBR 8112 (ABNT, 1986),
substituindo-se o cadinho de platina por cadinho de porcelana e a
temperatura para determinação do teor de cinzas de 750°C para 600°C.
4.3. ANÁLISE ESTATÍSTICA
Os tratamentos foram distribuídos em amostras independentes,
com dois tratamentos (Idade) e três repetições (árvore) por tratamento
para cada analise realizada
Os resultados dos diferentes tratamentos foram submetidos ao
teste de normalidade. Para os dados que apresentaram normalidade foi
efetuada a análise de variância, teste f, com o uso do Software Rx64
3.3.3. Quando estabelecidas igualdade entre elas foi aplicado o teste de T
a 5% de probabilidade para diferença das médias dos testes aplicados
nas duas idades.
14
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1. DENSIDADE BÁSICA
* A média difere estatisticamente segundo teste T a 5% de probabilidade
FIGURA 1 - VALORES MÉDIOS DA DENSIDADE BÁSICA DA MADEIRA
DE Ochroma pyramidale EM DUAS IDADES.
Verificou-se (Figura 1) que houve diferença estatística nos
valores médios da densidade entre as duas idades, sendo a densidade
média aos 14 anos de 0,239g/cm³, 19% maior que que o valor encontrado
aos 4 anos que foi de 0,195 g/cm. Rocha et al. (2012), ao avaliarem as
propriedades físicas da madeira de pau-de-balsa encontraram valor
médio de densidade básica igual a 0,256 g/cm³, valor próximo ao
encontrado neste trabalho. Estes mesmos autores afirmam que a madeira
pode ser utilizada na construção civil, tais como isolantes térmicos,
acústicos devendo-se observar as características mecânica. Andrade
(2006) afirma que esse aumento na densidade ocorre devido a diferença
na proporção dos lenhos juvenil e adultos nas idades avaliadas, já que
estes lenhos apresentam densidades que diferem entre si.
0,00 g/cm³
0,10 g/cm³
0,20 g/cm³
0,30 g/cm³
0,40 g/cm³
4 Anos 14 Anos *
15
Lobão et al (2011) obtiveram valores de densidade igual a 0,25
g/cm³ para o pau-de-balsa em estudo com agrupamento de espécies
florestais aos 7 anos. Vale et al. (2005) também encontrou baixos valores
para densidade do Ochroma pyramidale obtendo 0,35 g/cm³ em estudo
para caracterização e uso de galhos de árvores adultas.
Para Terezo et al. (2015) a partir de estudo realizado com
Schizolobium amazonicum, que possui características de densidade
semelhantes ao pau-de-balsa há um aumento da densidade da madeira à
medida que a árvore fica mais velha sendo que aos 6 anos apresentou
0,327g/cm³ e aos 10 anos 0,347g/cm³. Este resultado teve o mesmo
comportamento de aumento da densidade em idades mais velhas, que o
encontrado por Loureiro (2000), e posteriormente corroborado por Jesus
(2004).
Para estudo realizado com madeira de Teca proveniente de
desbaste por Chagas et al (2014). Houve aumento na densidade da
madeira ao longo dos anos sendo aos 12 anos superior aos avaliados aos
4 e 6 anos.
5.2. COMPOSIÇÃO QUÍMICA
A análise química da madeira é importante pois seus
compostos exercem influência sobre os processos pelos quais a madeira
passará, sendo para produção de papel, laminados, compensados, etc.,
refletindo na qualidade do produto final (ANDRADE, 2006).
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FIGURA 2 - VALORES MÉDIOS DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA ESTRUTURAL DA MADEIRA DE Ochroma pyramidale EM DIFERENTES IDADES.
Conforme verificado (Figura 2), os valores apresentados para
composição química da madeira de pau-de-balsa não apresentou
diferença estatística, ou seja, a idade não afeta estatisticamente nessas
características sendo visível apenas um pequeno aumento do valor
percentual de extrativos aos 14 anos e uma diminuição de holocelulose
nessa mesma idade.
Os valores 4,75% para extrativos, 25,61% para lignina e 69,64
para holocelulose foram encontrados em O. pyramidale de 7 anos de
idade em estudo de realizado por Lobão et al (2011) na área de
plantações da Estação Experimental de Anhembi, Anhembi, SP, esses
valores próximos aos encontrados para a madeira de 4 anos do presente
estudo.
26,54
26,51
68,69
67,86
4,76
5,63
0% 20% 40% 60% 80% 100%
4 anos
14 anos
Liginina Holocelulose Extrativos
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O aumento observado neste estudo do teor de extrativos em
função da idade pode ser associada com a tendência de maturidade das
árvores, com o início de formação do cerne. BURGER e RICHTER (1991)
relatam que, ao longo do desenvolvimento das árvores, as partes internas
do câmbio perdem gradativamente sua atividade vital podendo adquirir
coloração mais escura em decorrência da deposição de substâncias
como, por exemplo, taninos, resinas, gorduras, carboidratos solúveis e
outras substâncias resultantes da transformação dos materiais de reserva
contidos nas células parenquimáticas do alburno interno.
Com os valores de holocelulose encontrados pode-se observar
que o pau-de-balsa é igualmente apropriado para a fabricação de papel e
celulose, suas fibras são longas e produzem um tipo de celulose de alta
qualidade com um grau de rendimento entre 45 e 50%, que quando crua
é muito fácil de branquear (EMPAER-MT, 2007).
5.3. ANÁLISE QUÍMICA IMEDIATA
Os valores médios obtidos de de cinzas, materiais voláteis e
carbono fixo, e poder calorífico superior da madeira de Ochroma
pyramidale para as idades de 4 e 14 anos são apresentados na Tabela 1.
TABELA 1 - ANÁLISE QUÍMICA IMEDIATA E PODER CALORÍFICO SUPERIOR DA MADEIRA DE Ochroma pyramidale EM DIFERENTES IDADES
IDADE
(Anos)
CINZAS (%)
MATERIAIS VOLÃTEIS (%)
CARBONO FIXO (%)
PODER CALORÍFICO SUPERIOR (kcal/kg)
4 1,15 84,39 14,46 4638,25*
14 1,11 85,53 13,36 4784,25
* A média difere estatisticamente segundo teste T a 5% de probabilidade
Ao analisar estatisticamente o teor de voláteis, teor de cinzas e
carbono fixo, observou-se que não existe diferença estatística entre as
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médias das duas idades, indicando que não há influência da idade nessas
duas características.
Valores semelhantes para a mesma espécie foram
encontrados por Vale et al (2005) para carbono fixo o valor obtido foi de
12,56% e materiais voláteis 86,85% já para cinzas de 0,59%
consideravelmente menor que o valor presente estudo.
Para os valores de poder calorífico superior obtidos, houve
diferença estatística entre idades estudadas. Porém, sabendo-se que a
diferença foi de apenas 151 kcal/kg, pode-se afirmar que o ganho
energético efetivo é muito baixo. De acordo com Brand (2010), para efeito
prático de uso da biomassa para geração de energia são consideradas
relevantes apenas diferenças superiores a 300 kcal/kg.
Com base nos resultados obtidos, não se justifica esperar a
floresta atingir a idade de 14 anos, quando a madeira for destinada para
usos energéticos. No entanto devido ao elevado valor de poder calorífico
superior observado na madeira, ou seus resíduos, pode ser destinado
para uso energético, devendo se atentar para a baixa densidade
(Figura1). Logo, uma alternativa, seria realizar a compactação.
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6. CONCLUSÕES
A idade exerce influência em algumas características da madeira
da espécie Ochroma pyramidale.
A densidade básica da madeira aumenta com a idade
A idade da árvore afetou significativamente o poder calorífico
superior.
Pode se indicar que se trata de uma espécie com usos potenciais
para produção de papel, usos energéticos após processo de
adensamento e também para qualquer utilização que necessite de
madeira de baixa densidade.
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7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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