CARACTERIZAÇÃO DENDROLÓGICA, FÍSICA E QUÍMICA DA MADEIRA DE CARVÃO-VERMELHO, Diptychandra aurantiaca (Mart.) Tul

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1 MADEIRA arquitetura e engenharia CARACTERIZAÇÃO DENDROLÓGICA, FÍSICA E QUÍMICA DA MADEIRA DE CARVÃO-VERMELHO, Diptychandra aurantiaca (Mart.) Tul Voltar nº 10 artigo 6 Michelle C. Pegorini Bordini, Zaíra Hurtado de Mendoza, Zenesio Finger e Norman Barros Logsdon Faculdade de Engenharia Florestal Universidade Federal do mato Grosso, mipegorini@hotmail.com; zaira_hurtado@zipmail.com.br; fingerz@terra.com.br; logsdon@zaz.com.br RESUMO A presente pesquisa tem como objetivo estudar as características dendrológicas, físicas e químicas da madeira de CARVÃO-VERMELHO, Diptychandra aurantiaca (Mart.) Tul, pertencente à família Leguminosae-Caesalpinioideae, para predizer seus usos tecnológicos. Esta espécie ocorre no Brasil Central, alcançando 14 m de altura e 40 cm de diâmetro. O fuste é reto e irregular, sua casca é rugosa, sua madeira é pesada, de cor avermelhada-vinácea, com alburno e cerne distintos, textura fina, grã irregular. É utilizada em construções externas, podendo também ser usada em peças torneadas. Para a caracterização dendrológica foram preparadas exsicatas, sendo a espécie identificada pela comparação destas com o material catalogado no Herbário Central da Universidade Federal de Mato Grosso. Na caracterização física, utilizou-se a metodologia proposta por LOGSDON (14). A espécie apresentou alta densidade e alto coeficiente de anisotropia no inchamento. Para caracterização química foram quantificados teores de extrativos em diferentes sistemas de solventes, teor de cinzas, teor de lignina, teor de celulose e de hemicelulose. Conforme os resultados conclui-se que a madeira apresentou elevada resistência, podendo apresentar alguns defeitos de secagem. Além de ser possível seu uso em serraria esta madeira mostrou-se promissora para fins energéticos. Palavras-chave: Carvão-vermelho, caracterização dendrológica, caracterização física e química. DENDROLOGICAL, CHEMICAL AND PHYSICAL CHARACTERIZATION OF THE WOOD OF CARVÃO- VERMELHO, Diptychandra aurantiaca (Mart.) Tul ABSTRACT This research had as objective to study the dendrologics, physics and chemistries characteristics, for the wood of CARVÃO-VERMELHO, Diptychandra aurantiaca (Mart.) Tul, which belongs to Leguminosae- Caesalpinioideae family, to predict its technological uses. This species happens in Central Brazil, reaching 14 m of height and 40 cm of diameter. Its shaft is straight and irregular, its peel is wrinkled, its wood is weighed, its color vary from red at wine color, its sapwood contrast with its heartwood, this species presents fine texture and irregular grain. It is used in external constructions, could also be used in shaped pieces. For dendrological characterization, exsiccates went prepared and the species were identified by comparison with the material classified in the Central Herbarium of the Federal University of Mato Grosso. For physical characterization, the methodology proposal by LOGSDON (14) went used. This species presented high anisotropy coefficient and high specific gravity. For chemical characterization was quantified: the extractives content; the ashes content; the lignin content; the contents of cellulose and hemicellulose. The results allow to conclude that the wood of this species presented high resistance and could present some dry-out defects. That species can be used in sawmill and for energy ends. Keywords: Carvão-vermelho; dendrological characteristics; physical-chemical characteristics.

2 1. INTRODUÇÃO Um dos assuntos mais discutidos nos dias atuais é preservação ambiental por causa da destruição indiscriminada que o homem vem provocando. As florestas estão sendo abatidas para serem transformadas em matéria-prima para diversos usos comerciais com fins lucrativos, tais como: construções civis, fabricação de móveis, papel e celulose, carvão e lenha, dentre outros. Dessa forma há a necessidade de conhecimento tecnológico mais aprimorado das espécies em extinção para seu melhor aproveitamento. Com a problemática do desconhecimento, surge o desinteresse do setor florestal em obter maiores informações de cada espécie, já que o conhecimento empírico adquirido pelo setor, durante anos, tornou-se tão ou mais útil que o conhecimento científico. E ainda, se não bastasse, a oferta de tais produtos florestais é capaz de suportar a demanda do mercado, mas com um alto custo: devastação do ambiente florestal e perda da biodiversidade. A caracterização da madeira quanto às suas propriedades tecnológicas é de fundamental importância para a sua correta utilização. No Brasil, uma das alternativas mais promissoras tanto para a abertura de novos mercados quanto para o aumento da atividade econômica, é o incentivo ao desenvolvimento de políticas, que envolvam o setor florestal, contribuindo de forma mais expressiva na composição do produto interno bruto. Desta forma, torna-se extremamente necessário um levantamento mais detalhado das características de cada espécie de madeira, possibilitando seu melhor aproveitamento e, conseqüentemente, acarretando uma diminuição mais racional nos custos da matéria-prima, através do uso de espécies mais abundantes e mais baratas. Assim, visando entender o comportamento da madeira é importante conhecer suas características. Tal conhecimento permite que uma determinada floresta, que disponha de uma enorme diversidade de espécies arbóreas, seja melhor aproveitada do ponto de vista comercial. Neste contexto, insere-se o Estado de Mato Grosso, em cujo norte encontra-se a Floresta Amazônica, muito mal explorada devido à falta de conhecimento das características de diversas espécies ali encontradas. O objetivo deste trabalho, que vem ao encontro das necessidades atuais, é obter as principais características dendrológicas, físicas e químicas da madeira de Diptychandra aurantiaca (Mart.) Tul (CARVÃO-VERMELHO) para predizer usos adequados à espécie. 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Os principais estudos sobre o inchamento volumétrico, segundo KOLLMANN e CÔTÉ (11), se devem a Kollmann, que estabeleceu um diagrama, caracterizado por uma reta e uma constante (ver fig. 1), dado pelas expressões: V = U, para 0 % U < PSF (1) i, U δvi., para U PSF (2) V i, U = Vi, sat Onde: U = teor de umidade da madeira, em um instante qualquer do ensaio; e = variação volumétrica no inchamento, a partir de U = 0%, até madeira com um teor de V i, U V i, sat umidade qualquer e na situação saturada em água (U PSF ); δ Vi = coeficiente de inchamento volumétrico, que caracteriza o coeficiente angular da reta inicial do diagrama, e PSF = ponto de saturação das fibras.

3 A maioria dos trabalhos e normas técnicas que se sucederam, implícita ou explicitamente, admitiram esse comportamento também para os inchamentos lineares e retrações, incluindo o MB-26 (2), reeditado como NBR 6230 (3), e as Recomendações COPANT de 1970, segundo ALVES (1). REZENDE et al. (17) e GIROLDO (9) obtiveram para as retrações diagramas curvilíneos, diferentes dos estabelecidos para inchamentos. TSUKAMOTO e LOGSDON (21), apresentaram um modelo, formado por uma única curva, para o diagrama de retrações. ROCHA et al. (18) apesar de obterem bom ajuste com esse modelo, sugerem um modelo formado por três curvas. LOGSDON (13) comprova a diferença de formato entre os diagramas de inchamento e retrações (ver fig. 1) e LOGSDON e FINGER (16) estabelecem modelos para as curvas do diagrama de retrações, dados pelas expressões: β0, V U Vr, U = Vr, cond.. U, para 0 % U < Ucond. (3) cond. Para U U U cond. sat. r, U r, cond., o máximo valor entre as seguintes expressões: V = V (4) β1, V U Vr, U = Vr, sat.. U (5) sat. Nas quais: U = umidade da madeira, em um instante qualquer do ensaio. Em particular, Usat. e U cond. correspondem, respectivamente, aos teores de umidade do corpo-de-prova saturado em água e condicionado em clima padronizado (temperatura de (20 + 2) ºC e umidade relativa do ar de (65 + 5) %; = variação volumétrica na retração, em um instante qualquer do ensaio. Em particular, V r, U e V r,sat. V r,cond. condicionado, até seco (U = 0%), e β 0, V e β 1, V = expoente das curvas. correspondem, às variações volumétricas do corpo-de-prova saturado e Figura 1 Diagramas de Inchamento e Retração Volumétrica Deve-se ressaltar que as eq.s 1 a 5 foram apresentadas para a variação volumétrica, mas expressões semelhantes são válidas para as deformações específicas (inchamentos e retrações lineares). Kollmann, segundo KOLLMANN e CÔTÉ (11), também estudou a variação da densidade aparente com o teor de umidade, durante um processo de umedecimento, e obteve:

4 ρ ρ u u U = ρ 0., para 0% U < PSF (6) δvi. U U = ρ 0., para U PSF (7) Vi, sat Onde: ρu e ρ 0 = densidade aparente, respectivamente, para madeira com um teor de umidade qualquer (variável dependente) e seca em estufa (0%); A partir das eq.s 6 e 7, Kollmann aplicou uma relação experimental, entre o coeficiente de inchamento volumétrico e a densidade aparente da madeira seca ( δ = 0,84. ρ ), e admitindo um valor médio para o limite de saturação das fibras ( PSF 28% ) construiu o já consagrado Diagrama de Kollmann, que relaciona a densidade aparente ao teor de umidade da madeira. Acompanhando o raciocínio de Kollmann, mas considerando o modelo especificado por LOGSDON e FINGER (16), para o diagrama de retrações volumétricas, eq.s 3 a 5, LOGSDON (15) obteve: Para 0 U < U : % cond. Vi o ρ u β0, V U Vr, cond. U = ρ (8) Ucond. Para U U U, o valor mínimo obtido entre as expressões: cond. sat. U Vr, ρ u = ρ cond. (9) ρ u β1, V U V r, sat. U = ρ (10) Usat. O estudo da composição química da madeira engloba os aspectos científico-teóricos necessários, não só para compreender a sua estrutura e explicar seu comportamento, mas também para fornecer as bases para um melhor aproveitamento da madeira. Normalmente, uma madeira é composta por componentes fundamentais (celulose, hemicelulose e lignina) e constituintes acidentais (extrativos e cinzas). A celulose, principal componente da parede celular é um polissacarídeo linear de alto peso molecular constituída por unidades de βd(+) anidroglicose, que se ligam através de ligações glicosídicas do tipo acetal β1-4, dando origem a cadeias de alto grau de polimerização. As moléculas de celulose tendem a formar pontes de hidrogênio intramoleculares (entre unidades de glicose da mesma molécula) e intermoleculares (entre unidades de glicose de moléculas adjacentes). O primeiro tipo de interação é responsável por uma certa rigidez das cadeias unitárias e o segundo pela formação fibra vegetal, ou seja, as moléculas de celulose se alinham, formando as microfibrilas, que por sua vez, se ordenam para formar as sucessivas paredes celulares da fibra (fig. 2).

5 A análise da celulose por raio-x, mostra que as fibras são constituídas por regiões cristalinas e amorfas. Estas regiões não possuem fronteiras bem definidas, mas parece haver uma transição de um arranjo ordenado das cadeias de celulose para um estado desordenado ou amorfo, no qual estas cadeias apresentam uma orientação menor. As regiões ordenadas são conhecidas sob os nomes de microcristalitos, cristalitos e micelas, conforme D ALMEIDA (7) e FENGEL (8). A celulose representa de 45% a 50% em relação ao peso seco de madeira. Segundo BROWNING (6), as hemiceluloses são os polissacarídeos não celulósicos da madeira e juntamente com a celulose formam a fração da madeira denominada holocelulose. As hemiceluloses diferenciam-se da celulose principalmente porque apresentam baixo grau de polimerização e consequentemente pequeno peso molecular, são solúveis em soluções alcalinas diluídas, hidrolizam-se pela ação de ácidos diluídos à quente produzindo β-d manose, α-d- galactose, α-d-l-arabinose, β-dxilose, L-ramnose, ácido β-d-glicourônico, ácido β-d-galactourônico, α-d-4-o-metil glicourônico, além da β-d-glicose. Na madeira, as principais hemiceluloses encontradas são a 4-0-metil. Figura 2 - Formação da fibra de celulose. Fonte: D'ALMEIDA (7) As principais hemiceluloses presentes na madeira são:

6 4-o-metil glicourono-arabinoxilanas; o-acetilgalactoglicomananas; glicomanas; glicouranoxilanas; A madeira pode ainda possuir outros polissacarídeos que não podem ser considerados hemiceluloses, apesar de suas semelhanças químicas. Estes carboidratos são considerados como componentes acidentais e os principais são: gomas, mucilagens, substâncias pécticas e de reserva, principalmente amidos. As hemiceluloses ocorrem em íntima associação com a celulose e se localizam, nas paredes celulares formando complexos polissacarídeos-polissacarídeos (KOSIKOVA (12) ). A lignina é o terceiro componente fundamental da madeira em importância ocorrendo entre 15% e 35% de peso seco. Ela é um polímero tridimensional, amorfo, de natureza aromática, formada por álcoois trans-cinamílicos, (p-cumarílico, coniferílico e sinapílico). A lignina é sintetizada pela via do ácido chiquímico, mediante um processo de polimerização desidrogenativa, e são classificadas em G ligninas (ligninas de gymnospermae ou coníferas), G-S ligninas (ligninas de arbóreas e herbáceas angiosperma, incluindo as gramíneas), segundo SARKANEN (19). Essa macromolécula não pode ser descrita como uma simples ligação de algumas unidades monoméricas ligadas por alguns tipos de ligações, como no caso das celuloses e hemiceluloses. A lignina apresenta estrutura complexa, ainda em forma de modelo, baseada principalmente na simulação de reações de copulação dos radicais dos álcoois p-hidroxicinamil. Esse modelo foi desenvolvido, segundo SARKANEN (19), por Glasser e Glasser, em 1974, para madeiras de coníferas e melhorado mais tarde por esses autores em Os estudos em lignina de folhosas foram feitos, segundo SARKANEN (19), por Larsson e Miksche, em 1974, baseando-se em experimentos de oxidação em tiocetolizes. Os principais grupos funcionais encontrados nas ligninas são: grupos metoxilas, grupos hidroxilas, grupos carbonilos e duplas ligações. A lignina é uma substância química que confere rigidez a parede celular e, nos elementos da madeira, age como um aglutinante permanente de ligação entre as células, gerando uma estrutura resistente ao impacto, compressão e flexão. As ligninas presentes na parede celular das plantas estão sempre associadas com as hemiceluloses, não só através da interação física como também através de ligações covalentes formando complexos lignina-polissacarídeos (SMELSTORIOUS (20) ). Todas as espécies de madeira contêm além da celulose, das hemiceluloses e da lignina, quantidade variável de outras substâncias usualmente citadas como constituintes acidentais. Estes constituintes acidentais incluem os mais diversos compostos orgânicos e inorgânicos, sendo que nenhuma espécie de planta contém todos os componentes possíveis, ou mesmo todas as diferentes classes de compostos. A presença relativa destes constituintes é governada por uma série de fatores entre os quais merecem maior destaque os de significado genético e ecológico. Os constituintes acidentais não pertencem à parede celular e dividem-se, basicamente em duas classes. A primeira classe engloba materiais conhecidos como extrativos, que são extraíveis em água, solventes orgânicos neutros, ou volatizados a vapor. A segunda classe engloba compostos inorgânicos, proteínas e substâncias pécticas. Esses constituintes acidentais são freqüentemente responsáveis por determinadas características da planta, como: cor, cheiro, resistência natural ao apodrecimento, gosto e propriedades abrasivas. Sua composição e quantidade relativa dependem de diversos fatores como espécie, idade da planta e região de ocorrência. Aproximadamente, de 3 a 10% da madeira seca é constituída de extrativos, sendo que, geralmente, para as madeiras de coníferas, esse teor fica na faixa de 5% a 8% e para folhosas, na faixa de 2% a 4%. As madeiras de folhosas possuem alguns monoterpenos, sesquiterpeno e uma grande variedade de triterpeno, também contém esteróides, glicosídeos de triterpeno e politerpeno. Nos extrativos de folhosas também se encontram graxas e ceras constituídas pelos seguintes ácidos graxos: ácido palmético, ácido esteárico, ácido oléico, ácido linoleico, ácido linolênico e os álcoois eicosanol, decosanol e tetracasanol (fig. 3). As folhosas também contêm fenóis simples, lignanas, quinonas, taninos (ésteres de ácido gálico

7 e seus dímeros e flavonóides). Além dos compostos mencionados pode-se encontrar entre outros, aminoácidos, açúcares solúveis e alcalóides. As madeiras de folhosas diferenciam-se das madeiras de coníferas em teor e natureza das hemiceluloses e ligninas. Em geral, as madeiras de folhosas, contém maior teor de hemiceluloses (24% a 34%) e menor teor de lignina (16% a 24%), embora as madeiras de folhosas tropicais possam ter de 25% a 33% de lignina. Os compostos inorgânicos estão presentes na madeira em teores inferiores a 1%. São constituídas principalmente de: sulfatos; fosfatos; oxalatos; carbonatos e silicatos de cálcio, de potássio, e de magnésio. Além desses compostos, pode-se encontrar um grande número de elementos em quantidade muito pequena. A maioria dos compostos inorgânicos está combinada com substâncias orgânicas e possui funções fisiológicas, exercendo assim, papel importante no metabolismo da planta. Como as propriedades da madeira e dos produtos derivados dela dependem do teor relativo dos seus diversos constituintes, a identificação e avaliação quantitativa deles é de grande importância. Por isso há uma preocupação contínua em conhecer a composição química das diferentes madeiras, e especialmente das espécies tropicais menos estudadas na atualidade, visando um melhor aproveitamento, dessa importante matéria-prima.

8 Figura 3 Graxas, ceras e seus componentes de coníferas. Fonte: D'ALMEIDA (7) Conhecendo-se a diversidade florestal do Estado de Mato Grosso e aprofundando-se no conhecimento científico destas espécies se conseguirá o aproveitamento racional dos recursos renováveis mais importantes para a humanidade no terceiro milênio. 3. MATERIAL E MÉTODOS O material arbóreo para realização desta pesquisa foi coletado no município de Chapada dos Guimarães, estado de Mato Grosso. Para a caracterização dendrológica, foram preparadas exsicatas, a partir do material coletado no campo, utilizando três exemplares da espécie. A espécie foi identificada, pela comparação de exsicatas coletadas com material catalogado no Herbário Central da Universidade Federal de Mato Grosso e pela

9 consulta a bibliografias especializadas. No campo foram coletadas informações sobre as particularidades das folhas, do caule, das gemas, à presença de exsudações e odores característicos, cujas características foram utilizadas para a descrição da espécie. O nome científico foi citado segundo a nomenclatura do Index Kewensis. Após a análise dendrológica procedeu-se à derrubada de um lote formado por três árvores, de cada árvore foi retirado um disco, com uso de motosserra, na altura do DAP (1,30 m da linha de afloramento junto ao solo), de aproximadamente 10,0 a 15,0 cm de espessura, os quais foram acondicionados em sacos plásticos e trazidos para o Laboratório de Tecnologia da Madeira da Faculdade de Engenharia Florestal. Para a caracterização física, foram extraídos 4 corpos-de-prova de dimensões 2 cm x 3 cm x 5 cm, respectivamente nas direções tangencial, radial e axial, posicionados aleatoriamente ao longo de uma linha diametral. Três corpos-de-prova, um de cada árvore, foram utilizados como amostra de controle. Utilizou-se o ensaio de estabilidade dimensional sugerido por LOGSDON (14), para revisão da NBR 7190:1997. Desconsiderou-se a direção axial como prevê o projeto da referida norma publicado pelo IBRAMEM (10). Para caracterização química foi coletada a serragem, sem casca e seca em sala de climatização, mantida a uma temperatura de (20 ± 2) ºC e umidade relativa do ar de (65 ± 5) %, com a finalidade de homogeneizar a amostra e facilitar seu peneiramento. Após essa secagem o material foi peneirado usando-se a serragem que atravessou a peneira de 40 MESH e ficou retida na de 60 MESH, sendo finalmente armazenada em frascos de vidro conforme a norma ABCP M-1/68 (5). A normatização pertinente aos ensaios químicos é apresentada na tab. 1. Teor de umidade Tabela 1 Ensaios e Normas utilizadas para as Análises Químicas Análise Norma (ABCP (5) ) Teor de extrativos solúveis em H 2 O (fria e quente) Teor de extrativos solúveis em NaOH (1%) Teor de cinzas Obtenção de madeira livre de extrativos Teor de lignina ABCP M-2/71 ABCP M-4/68 ABCP M-5/68 ABCP M-11/77 ABCP M-3/69 ABCP M-10/71 Teor de celulose ABCP C8/70 Teor de hemiceluloses Por diferença O método empregado para determinação do teor de umidade foi o método gravimétrico, com a secagem da serragem em estufa durante três horas a uma temperatura de (105 ± 3) ºC. O resultado foi obtido com a eq. 11. % U m i m f =. 100 m (11) i Onde: % U = percentual de umidade; m = massa inicial; i m = massa final. f O teor de extrativos em água quente e fria foi determinado com a avaliação da variação da massa, de uma quantidade, inicial, equivalente a (2,0 ± 0,1) g de madeira, a qual foi tratada com 100 ml de água destilada em banho-maria por três horas para água quente e 300 ml de água destilada por quarenta e oito horas para água fria. Ambos foram filtrados e secos em estufa, a temperatura de (105 ± 3) ºC, até obter constância de massa.

10 O teor de extrativos em NaOH (1%) foi determinado com a avaliação da variação da massa, de uma quantidade, inicial, equivalente a (2,0 ± 0,1) g de madeira, a qual foi tratada com 100ml de solução de NaOH a 1,0% em banho-maria por uma hora, depois o material foi filtrado e seco em estufa, a temperatura de (105 ± 3) ºC, até massa constante. Para determinação do teor de extrativos nos diferentes tipos de solventes, utilizou-se a eq. 12. mi c mf % E =. 100 (12) mi. c Onde:, % E = percentual de extrativos; m, = massa inicial corrigida. i c A quantidade de substâncias minerais normalmente é expressa em teor de cinzas. O método empregado consistiu em avaliar a massa equivalente a (2,0 ± 0,1) g de madeira, na forma de serragem, em cadinho tarado, seguido de incineração a temperatura de (550 ± 25) C, durante quatro horas. Completada a combustão, as substâncias minerais ficaram representadas como cinzas. A razão entre a massas, inicial e final, destes resíduos permite calcular a porcentagem dos componentes minerais presentes na madeira. A eq. 13 foi utilizada para obter estes teores. m % Cz = (13) m Onde: i. c % Cz = percentual de cinzas; m = massa do resíduo na forma de cinzas. 1 A obtenção de madeira livre de extrativos foi através de extrações sucessivas com tolueno/etanol, etanol e água quente por quatro horas em cada método. Inicialmente, foi separada uma massa de 5 gramas de serragem e ao fim das extrações foi obtido sua massa seca ao obter constância de massa. O teor de lignina em madeira livre de extrativos, foi determinado com a avaliação da variação da massa, de uma quantidade, inicial, equivalente a (1,0 ± 0,1) g de madeira, que foi tratada com 15 ml de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 72%), durante uma hora e trinta minutos, a uma temperatura de (15 ± 2) ºC. Após esta fase, o material foi transferido para um balão volumétrico contendo 560 ml de água destilada, ficando em ebulição, durante quatro horas. Em seguida, o material foi lavado e filtrado, com 500 ml de água destilada quente, e seco em estufa, a temperatura de (105 ± 3) C, durante duas horas. A eq. 14 foi utilizada para esta determinação. m % L = (14) m Onde: i, c % L = percentual de lignina; O teor de celulose foi obtido com a avaliação da variação da massa, de uma quantidade, inicial, equivalente a (1,0 ± 0,1) g de madeira, tratada com 25 ml de ácido nítrico/etanol, que foi aquecida por três horas em refluxo, lavada e seca em estufa a temperatura de (105 ± 3) C até massa constante. A eq. 15 foi utilizada para obter esse teor.

11 m % C = (15) m Onde: i, c % C = percentual de celulose. O teor de hemicelulose foi estimado por diferença entre os teores de celulose e lignina como mostra a eq.16. % H = % C % L (16) Onde: % H = percentual de hemicelulose. 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES Diptychandra aurantiaca (Mart.) Tul LEGUMINOSAE-CAESALPINIOIDEA A espécie Diptychandra aurantiaca (Mart.) Tul, vulgarmente conhecida por CARVÃO-VERMELHO, pertence à família Leguminosae-Caesalpinioideae, distribui-se naturalmente no Brasil Central nos estados de Goiás, Mato Grosso, Minas Gerais, Mato Grosso do Sul e São Paulo, desde as florestas semidecíduas aos cerrados, alcançando 14 m de altura e 40 cm de diâmetro. Nessa espécie o fuste é geralmente reto e de seção irregular, a ramificação é cimosa com ramos a partir de pouca altura, conferindo a copa da árvore quando isolada uma forma piramidal. Suas folhas são compostas penadasparipenadas; em média até 6 pares de folíolos opostos, glabros e coriáceos. Sua casca é rugosa, com ritidoma em pequenas placas irregulares; casca viva vinácea. A madeira dessa espécie, apresentada na fig. 4, é pesada; varia de avermelhada-vinácea a castanha-avermelhada; sem problemas para trabalhála; alburno e cerne distintos; apresenta textura fina, grã irregular, sem cheiro e o gosto é indistinto. Floresce de outubro a novembro e frutifica de julho a setembro. Sua madeira é utilizada em construções externas, especialmente como moirões, postes, lascas, cruzetas, podendo ser utilizada também em peças torneadas. Suas flores são muito visitadas por insetos melíferos. a) Vista longitudinal b) Vista transversal Figura 4 Aspectos da madeira de CARVÃO-VERMELHO, Diptychandra aurantiaca (Mart.) Tul As principais características físicas dessa espécie são apresentadas nas tabelas 2 a 5. A maioria dos valores apresentados nas tab.s 2 a 5, é necessária para a recuperação dos diagramas de inchamentos, retrações, e da variação da densidade aparente com o teor de umidade. Por outro lado, os valores de ρ 0, 9881g / cm e de ρ 0, 8424g / cm permitem estimar a ap, 12% qualidade da madeira para uso estrutural; já o valor de 3 bas Ai i, 3 i, 2, 3 = ε ε 18259, permite estimar a qualidade da madeira quanto a defeitos de secagem e a alguns usos. No caso, o CARVÃO-VERMELHO, provavelmente tem resistência correspondente a classe de resistência C-40, já quanto à qualidade a defeitos de secagem pode ser considerada normal. Os resultados dos ensaios da amostra de controle, prevista no projeto da NBR 7190:1997, publicado pelo IBRAMEM (10), permitiram constatar a validade dos modelos utilizados, como se pode observar nas fig.s 5 a 8.

12 Utilizando os valores médios dos parâmetros obtidos nas tab.s 2 a 5, pôde-se construir as curvas médias para o CARVÃO-VERMELHO, apresentadas nas fig.s 9 a 12. Um estudo comparativo mostra que a variação da densidade aparente depende do sentido de fluxo da água (umedecimento ou secagem), como se apresenta na fig. 13. C. P. Tabela 2 Principais características físicas do CARVÃO-VERMELHO Umidade de Coeficiente de Inchamento: Inchamento total (madeira saturada) saturação Radial Tangencial Volumétrico Radial Tangencial Volumétrico U sat (%) δ i, 2 δ i, 3 δ Vi ε i,2(%) ε i,3(%) V i (%) CV-A2 36,28 0,2206 0,4176 0,6766 3,7453 6, ,3284 CV-A3 38,00 0,2465 0,4417 0,7373 3,7424 6, ,6339 CV-A4 36,55 0,2081 0,4386 0,6929 3,3159 6, ,8593 CV-B2 44,67 0,2245 0,4163 0,6837 3,9179 7, ,7197 CV-B3 43,58 0,2306 0,4264 0,7254 4,0584 7, ,1025 CV-B4 32,73 0,3130 0,4517 0,8334 5,2237 7, ,7814 CV-C2 35,64 0,2107 0,3621 0,6298 3,7250 6, ,9750 CV-C3 37,09 0,3396 0,5724 0,9875 3,8822 6, ,6406 CV-C4 36,34 0,2700 0,4176 0,7531 4,5935 6, ,1700 CV-A1 37,46 0,3049 0,2520 0,6092 3,5320 6, ,0630 CV-B1 42,31 0,2433 0,4546 0,7589 4,1762 8, ,6618 CV-C1 55,59 0,2229 0,4258 0,7036 3,9162 7, ,7570 Número Média 39,69 0,2529 0,4231 0,7326 3,9857 7, ,1410 Desvio Padrão 6,1168 0,0440 0,0725 0,1000 0,5048 0,6645 1,0434 INTERVALO DE CONFIANÇA DA MÉDIA t (95%) 2,2010 2,2010 2,2010 2,2010 2,2010 2,2010 2,2010 Lim. Inferior 35,80 0,2249 0,3770 0,6691 3,6650 6, ,4781 Lim. Superior 43,57 0,2808 0,4691 0,7962 4,3065 7, ,8040 C. P. Tabela 3 Principais características físicas do CARVÃO-VERMELHO Retração total (madeira saturada) Expoentes no trecho final (retrações) Radial Tangencial Volumétrica Radial Tangencial Volumétrica r,2,sat(%) ε r,3,sat V r, sat (%) β 1, 2 β 1, 3 β 1V, ε (%) CV-A2 3,6100 6, ,1756 0,0132 0,0347 0,0294 CV-A3 3,6074 6, ,4214 0,0045 0,0348 0,0266 CV-A4 3,2095 6,3003 9,7955 0,0245 0,0189 0,0246 CV-B2 3,7702 7, ,2843 0,1187 0,0891 0,1648 CV-B3 3,9001 7, ,5847 0,0668 0,0334 0,0487 CV-B4 4,9644 6, ,1122 0,0267 0,0380 CV-C2 3,5913 5,9003 9,8896 0,0634 0,0667 0,0626 CV-C3 3,7371 6, ,4269 0,0425 0,0344 0,0370 CV-C4 4,3918 6, ,8496 0,0583 0,0248 0,0363 CV-A1 3,4115 6,4794 9,9610 0,1490 0,1343 0,1821 CV-B1 4,0088 7, ,0197 0,1445 0,1329 0,1742 CV-C1 3,7686 7, ,3137 0,1882 0,2081 0,2167 Número Média 3,8309 6, ,8195 0,0750 0,0708 0,0912 Desvio Padrão 0,4642 0,5765 0,8277 0,0605 0,0590 0,0757

13 INTERVALO DE CONFIANÇA DA MÉDIA t (95%) 2,2010 2,2010 2,2010 2,2010 2,2010 2,2280 Lim. Inferior 3,5360 6, ,2936 0,0366 0,0333 0,0403 Lim. Superior 4,1258 7, ,3454 0,1135 0,1083 0,1420 C. P. Tabela 4 Principais características físicas do CARVÃO-VERMELHO Umidade de Retrações para madeira condicionada Expoentes no trecho inicial (retrações) condicionamento Radial Tangencial Volumétrica Radial Tangencial Volumétrica U cond (%) ε r,2,cond(%) ε r,3,cond(%) V r, cond (%) β 0, 2 β 0, 3 β 0 V, CV-A2 13,30 2,7823 5,0381 7,8183 1,6223 1,9151 1,6755 CV-A3 13,20 2,1248 4,8777 7,0993 0,9494 1,8923 1,4221 CV-A4 13,34 2,4245 4,9755 7,3939 2,2514 2,1505 2,0811 CV-B2 13,51 2,5483 4,7165 7,3681 1,9637 1,7419 1,6068 CV-B3 13,61 2,6849 4,9048 7,7380 1,4733 CV-B4 14,02 2,2348 4,7593 7,0168 0,9364 1,7783 1,3653 CV-C2 13,48 2,6795 4,4528 7,2383 1,9991 1,5679 1,5831 CV-C3 8,45 2,6683 4,3996 7,0602 0,9483 1,3557 1,0885 CV-C4 14,77 2,9574 5,0231 7,6664 1,4448 1,8546 1,4644 CV-A1 13,04 2,5321 4,9171 7,3009 1,6314 2,0402 1,7735 CV-B1 12,91 2,7394 5,2219 8,0264 1,6296 1,9469 1,6789 CV-C1 13,09 2,3546 4,3329 6,8254 1,4500 2,0689 1,6984 Número Média 13,06 2,5609 4,8016 7,3793 1,5250 1,8466 1,5852 Desvio Padrão 1,5366 0,2408 0,2786 0,3652 0,4266 0,2303 0,2545 INTERVALO DE CONFIANÇA DA MÉDIA t (95%) 2,2010 2,2010 2,2010 2,2010 2,2010 2,2280 2,2280 Lim. Inferior 12,09 2,4079 4,6246 7,1473 1,2539 1,6919 1,4142 Lim. Superior 14,04 2,7139 4,9786 7,6114 1,7960 2,0013 1,7562 C. P. Tabela 5 Principais características físicas do CARVÃO-VERMELHO Ponto de Saturação Densidade aparente da madeira Densidade básica das Fibras Seca (0%) a 12% PSF (%) ρ ( g / cm ) ρ ap,12% ( g / cm ) bas( g / cm ) ap,0% Coeficiente de Anisotropia no Inchamento A ρ i CV-A2 16,7426 0,9469 0,9908 0,8506 1,8147 CV-A3 15,7786 0,9077 0,9537 0,8131 1,8666 CV-A4 15,6720 0,9506 1,0015 0,8575 2,0277 CV-B2 18,6029 0,9527 1,0020 0,8452 1,9741 CV-B3 18,0629 0,9528 0,9846 0,8424 1,9190 CV-B4 16,5365 1,0911 1,1527 0,9589 1,4185 CV-C2 17,4254 0,9538 1,0039 0,8595 1,6833 CV-C3 11,7886 0,9203 0,9241 0,8243 1,7669 CV-C4 16,1599 0,9497 1,0036 0,8467 1,4190 CV-A1 18,1603 0,9460 0,9928 0,8518 1,9616 CV-B1 18,0025 0,9711 1,0104 0,8544 2,0373 CV-C1 18,1300 0,7941 0,8371 0,7043 2,0219

14 Número Média 16,76 0,9447 0,9881 0,8424 1,8259 Desvio Padrão 1,8633 0,0654 0,0717 0,0561 0,2195 INTERVALO DE CONFIANÇA DA MÉDIA t (95%) 2,2010 2,2010 2,2010 2,2010 2,2010 Lim. Inferior 15,57 0,9032 0,9425 0,8067 1,6864 Lim. Superior 17,94 0,9863 1,0337 0,8781 1,9654 Figura 5 Ajuste dos pontos experimentais ao modelo especificado, apresentado nas eq.s 1 e 2, para as curvas do diagrama de inchamentos Figura 6 Ajuste dos pontos experimentais ao modelo especificado, apresentado nas eq.s 3 a 5, para as curvas do diagrama de retrações

15 Figura 7 Ajuste dos pontos experimentais ao modelo especificado, apresentado nas eq.s 6 e 7, para as curvas do diagrama representativo da variação da densidade aparente com o teor de umidade, durante o umedecimento da madeira. Figura 8 Ajuste dos pontos experimentais ao modelo especificado, apresentado nas eq.s 8 a 10, para as curvas do diagrama representativo da variação da densidade aparente com o teor de umidade, durante a secagem da madeira.

16 Figura 9 Diagramas de Inchamentos para o CARVÃO-VERMELHO, valores médios de três árvores. Figura 10 Diagramas de Retrações para o CARVÃO-VERMELHO, valores médios de três árvores. Figura 11 Variação da Densidade Aparente com o Teor de Umidade, durante o umedecimento da madeira, para o CARVÃO-VERMELHO, valores médios de três árvores.

17 Figura 12 Variação da Densidade Aparente com o Teor de Umidade, durante a secagem da madeira, para o CARVÃO-VERMELHO, valores médios de três árvores. Figura 13 Estudo comparativo da Variação da Densidade Aparente com o Teor de Umidade, durante o umedecimento e a secagem da madeira, para o CARVÃO-VERMELHO, valores médios de três árvores De acordo com os resultados dos ensaios de composição química, apresentados na tab. 6, verificou-se que a solubilidade da madeira em água quente foi o dobro da solubilidade em água fria isto se deve ao fato de que a água quente retira todas as substâncias que saem em água fria além de outras, tais como: amido, tanino e hemiceluloses de baixo peso molecular. Tabela 6 Resultados da análise química da madeira de CARVÃO-VERMELHO (Diptychandra aurantiaca). Análise Resultados Médios (%) Teor de umidade 12,1992 Teor de extrativos solúveis em água fria 4,3118 Teor de extrativos solúveis em água quente 8,5585 Teor de extrativos solúveis em NaOH (1%) 23,7687 Teor de cinzas 0,5998 Obtenção de extrativos totais (M.L.E.) 14,43

18 Teor de lignina* 27,5002 Teor de celulose* 46,0202 Teor de hemicelulose* 17,9202 (*) corrigidos com cinzas O teor de extrativos em NaOH (1%) foi de 23,77% considerado um valor médio quando comparado com outras folhosas tropicais da região. Este método serve para determinar a susceptibilidade da madeira ao ataque de microrganismos xilófagos e auxiliar também na análise de componentes acidentais e na análise de monômeros na madeira, logo o resultado demonstra que o método foi seletivo para a espécie. As substâncias inorgânicas encontradas, como teor de cinzas apresentou teores baixos quando comparados com as folhosas tropicais, indicando assim baixos teores de sílica e oxalatos de Ca e Mg na espécie em questão, esta análise está intimamente relacionada com a disponibilidade de tais minerais no solo em que a árvore se desenvolveu, sendo portanto um parâmetro importante para avaliação de translocação de compostos químicos. A obtenção de extrativos totais, através de extrações sucessivas com tolueno/etanol, etanol e água quente, apresentou o teor de 14,43%, demonstrando que o método foi satisfatório para a remoção de extrativos dentro desta espécie, não havendo solubilização de monômeros de baixo peso molecular. O teor de lignina obtido foi alto (27,5002%), seguindo uma tendência de algumas espécies do cerrado matogrossense o que a torna bastante desejável como fonte energética, mais uma vez fazendo jus ao nome Carvão -Vermelho. O teor de celulose e hemicelulose encontrado nesta madeira é considerado baixo indicando, a sua não aptidão natural para o setor de polpação química. 5. CONCLUSÕES Os resultados indicam que a madeira de CARVÃO-VERMELHO tem elevada resistência (provavelmente classe de resistência C-40) e pode ser utilizada em estruturas de madeira de médio a grande porte. Essa madeira também apresentará alguns defeitos oriundos da secagem, podendo ser utilizada em móveis que permitam pequenos empenamentos (estantes, mesas, cadeiras e etc.). Os modelos propostos nas expressões 1 a 10, ajustam-se bem aos indivíduos da espécie como se observa nas figuras 5 a 8. Foram obtidos, para o diagrama de inchamentos, valores do coeficiente de determinação contidos no intervalo 0,9491 R 2 0,9898. Para o diagrama de retrações, esse intervalo foi de 0,8504 R 2 0,9893. Os diagramas representativos da variação da densidade aparente com o teor de umidade, apresentados na figura 5, têm modelos em função dos parâmetros obtidos para os diagramas de inchamentos e retrações, portanto de precisão idêntica àqueles. Para estimar valores de inchamentos e retrações, do CARVÃO-VERMELHO, podem ser utilizados os diagramas das figs. 9 e 10. Ao reportar uma densidade aparente a um teor de umidade diferente do ensaio, podem ser utilizados os diagramas das fig.s 11 e 12, entretanto, deve-se prestar atenção ao sentido de fluxo da água (umedecimento ou secagem), pois os resultados são diferentes como mostra a fig. 13. Os resultados obtidos das análises químicas permitem concluir que a madeira de CARVÃO-VERMELHO apresentou uma média resistência ao ataque de microrganismos xilófagos, tendo que receber tratamentos preservativos para ser usada externamente. Os seus teores de celulose e hemicelulose foram considerados baixos e seu teor de lignina foi alto elegendo-a então para fins energéticos tanto como fonte primária como secundária. 6. AGRADECIMENTOS

19 À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Mato Grosso (FAPEMAT), pelo apoio financeiro ao projeto Caracterização das propriedades indicadoras do emprego e da qualidade de algumas espécies de madeiras do estado de Mato Grosso, do qual foram extraídos os dados para este trabalho. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela bolsa do Programa Especial de Treinamento (PET) da aluna envolvida neste trabalho. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (1) ALVES, J. D. Materiais de Construção, (2), Livraria Nobel, São Paulo, SP (2) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. MB 26 - Ensaios Físicos e Mecânicos de Madeiras. Rio de Janeiro (3) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6230 Ensaios Físicos e Mecânicos de Madeiras. Rio de Janeiro (4) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR Projeto de Estruturas de Madeiras. Rio de Janeiro (5) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA TÉCNICA DE CELULOSE E PAPEL. Normas s.n.t. São Paulo, SP (6) BROWNING, B. L. The Chemistry of Wood. Interciense Publication: New York, London p. (7) D ALMEIDA, M. L. D. (1998) Celulose e Papel, tecnologia de Fabricação da Pasta Celulósica. IPT, (1), p , São Paulo, SP. (8) FENGEL, D. & WEGENER, G. Wood Chemistry, Ultrastructure reaction. Walter De Gruyter, p , Berlin (9) GIROLDO, T. R. K. Ensaio de Retratibilidade Uma Nova Proposta. In: Encontro Brasileiro em Madeiras e em Estruturas de Madeira, 4. v.2, p IBRAMEM/LaMEM. Anais. São Carlos, SP (10) INSTITUTO BRASILEIRO DA MADEIRA E DAS ESTRUTURAS DE MADEIRA. Projeto da Nova Norma Brasileira NBR 7190 Projeto de Estruturas de Madeira. IBRAMEM. São Paulo, SP. Julho de (11) KOLLMANN, F. F. P.; CÔTÉ, W. A. Principles of wood science and technology. Vol. I Solid Wood. Reprint Springer-Verlag: Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo (12) KOSIKOVA, B. Holzforschung. p.23 e (13) LOGSDON, N. B. Sobre os ensaios de retrações e inchamentos. Madeira: Arquitetura e Engenharia, ano 1, n. 2, p ISSN Editora UNIMAR. Marília, SP. Mai/Ago (14) LOGSDON, N. B. Estabilidade dimensional: sugestões para revisão da NBR 7190/97. In: Encontro Brasileiro em Madeiras e em Estruturas de Madeira, 8. Cd-rom, Arquivos/Trabalhos pdf/eb pdf. IBRAMEM/FECIV-UFU. Anais. Uberlândia, MG (15) LOGSDON, N. B. Variação da densidade aparente da madeira com seu teor de umidade. In: Encontro Brasileiro em Madeiras e Estruturas de Madeira, 8. CD-ROM, Arquivos/Trabalhos pdf/eb pdf. IBRAMEM/FECIV-UFU. Anais. Uberlândia, MG (16) LOGSDON, N. B.; FINGER, Z. Modelos para especificação das curvas dos diagramas de retrações e inchamentos. Madeira: Arquitetura e Engenharia, ano 1, n. 3. Cd-rom, Arquivos/Artigo3 Revista 3 Norman.pdf. ISSN IBRAMEM. São Carlos, SP. Set/Dez

20 (17) REZENDE, M. A.; ESCOBEDO, J. F.; FERRAZ, E. S. B. Retratibilidade Volumétrica e Densidade Aparente em Função da Umidade. Instituto de Pesquisas Florestais, n. 39, IPEF. Piracicaba, SP. Agosto (18) ROCHA, N. M.; ABREU, L. R. C.; LOGSDON, N. B.; MENDOZA, Z. M. H. Caracterização anatômica, física e química da madeira de ITAÚBA, Mezilaurus itauba (Meissn) Taubert ex Mez. In: Jornada Científica em Tecnologia da Madeira, 2. p Editora da Universidade Federal de Mato Grosso. Anais. Cuiabá, MT (19) SARKANEN, K. V. & LUDWING, C. H. Lignins, Occurrence, Formation, Structure and Reactions. Wiley Intersci. p (20) SMELSTORIOUS, J. A. Holzforschung. p.28 e (21) TSUKAMOTO FILHO, A. A.; LOGSDON, N. B. Sobre o diagrama de retrações do ensaio de retratibilidade. In: Jornada Científica em Tecnologia da Madeira, 2. p Editora da Universidade Federal de Mato Grosso. Anais. Cuiabá, MT