RELAÇÕES ENTRE A DENSIDADE DA MADEIRA DE Eucalyptus spp. EM TRÊS IDADES E DOIS DIFERENTES SÍTIOS

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1 XIV EBRAMEM - Encontro Brasileiro em Madeiras e em Estruturas de Madeira 28-30/Abril, 2014, Natal, RN, Brasil RELAÇÕES ENTRE A DENSIDADE DA MADEIRA DE Eucalyptus spp. EM TRÊS IDADES E DOIS DIFERENTES SÍTIOS 1 Sabrina G. Cherelli (sabrina_galetti@hotmail.com), 2 Adriano W. Ballarin (awballarin@fca.unesp.br), 3 Fawaz A. Jammal Filho (jammal.fca@fca.unesp.br), 4 Edson M. Bruder (embruder@ibb.unesp.br), 5 Marcos A. Rezende (rezende@ibb.unesp.br) UNESP Campus de Botucatu - Faculdade de Ciências Agronômicas Depto.Engenharia Rural - Fazenda Lageado - Rua José Barbosa de Barros, nº 1780, Botucatu-SP 1 Mestranda em Ciência Florestal; 2 Professor Titular; 3 Doutorando em Ciência Florestal UNESP Campus de Botucatu- Instituto de Biociências Depto. Física e Biofísica- Distrito de Rubião Júnior, S/N, Botucatu-SP 4 Mestre em Energia na Agricultura; 5 Professor Adjunto RESUMO: Neste trabalho, utilizando-se o método de atenuação de radiação gama, foi determinada a densidade aparente a 12% de umidade da madeira de um clone de Eucalyptus spp. de alta produtividade às idades de 2, 4 e 6 anos procedente de 2 diferentes sítios (um com desempenho superior e um com desempenho inferior) com objetivo de se verificar a influência do sítio e da idade nesse parâmetro. Em cada idade e em cada procedência foram amostrados discos do DAP de 6 árvores. Foram encontradas diferenças significativas na densidade da madeira entre os sítios. O sítio com desempenho inferior produziu madeira com maior densidade, sendo mais evidente a diferença nas árvores com idade de 6 anos. Com relação à diferença de densidade entre as idades foram observados maiores aumentos no período de 2 para 4 anos, em relação ao período de 4 para 6 anos, onde foi observada, inclusive, uma redução. No geral, observou-se que a densidade de Eucalyptus spp. tende a aumentar com a idade, sugerindo uma tendência à estabilização para idades mais avançadas. Palavras Chave: densidade, Eucalyptus spp., atenuação de radiação gama. RELATIONS BETWEEN THE DENSITY OF Eucalyptus spp. IN THREE AGES AND TWO DIFFERENT PROVENANCES. ABSTRACT: In this work, using the gamma ray attenuation method, the apparent density 12% MC was determined for the wood of one high productivity clone of Eucalyptus spp. at ages 2, 4 and 6 years coming from two different sites (one with superior performance and other with lower performance) with the objective to verify the influence of site and age on this parameter. Six trees were sampled from each age and each site. Significant differences were found between wood density in each site. The site with lower performance presented wood with higher density, the difference being more evident in the trees 6 years old. With regard to the difference in density among the ages, greatest increases were observed from 2 to 4 years old, when compared to the period from 4 to 6 years old, in which even some reduction was observed. In general, it was observed that the density of Eucalyptus spp. tends to increase with age, suggesting a tendency for the stabilization to older ages. Keywords: density, Eucalyptus spp., gamma ray attenuation.

2 1. INTRODUÇÃO Atualmente é consenso no setor florestal brasileiro que a madeira do gênero Eucalyptus é a principal matéria-prima para atender a diversos segmentos industriais, na produção de múltiplos produtos de madeira, e não somente para produção de carvão e celulose (CAIXETA et al., 2003). As substituições de madeira nativa pela madeira de eucalipto estão relacionadas principalmente ao preço e à dificuldade de obter madeiras nativas. Por isto, as madeiras de eucalipto devem ser mais bem estudadas e difundidas, com o intuito de produzir informações capazes de generalizar os seus aproveitamentos (SERPA et al., 2003). Um dos principais parâmetros de qualidade da madeira é a densidade básica, principalmente quando se visa sua utilização como matéria prima industrial ou energética. A propriedade é obtida a partir de uma determinação simples e possui boa correlação com outras propriedades da madeira (JAMMAL FILHO, 2011). REZENDE (1997) e REZENDE et al. (1998) propuseram equações de conversão da densidade para diferentes teores de umidade (0%; 12%; U%). As relações são válidas para árvores dos gêneros Pinus e Eucalyptus e são úteis na caracterização física da madeira, possibilitando a conversão precisa desse parâmetro. Um dos métodos mais utilizados na determinação da densidade da madeira a partir de amostras (discos) é o da imersão (ou método da balança hidrostática), mas alternativamente alguns métodos não destrutivos estão sendo utilizados, como o método do Pilodyn, citado por THIERSCH (2002), e o método não-destrutivo de extração de amostras com auxílio da sonda Pressler, utilizado por AMARAL et al. (1977). Alguns métodos radiológicos também são utilizados para determinação das propriedades físicas de materiais diversos, como solo, madeiras, ligas metálicas, etc. Dentre eles destacam-se os métodos que utilizam um feixe de radiação gama, partícula β ou raios X. No caso da madeira, métodos tradicionais mais simples são utilizados quando se deseja obter valores médios por amostra. Entretanto quando se buscam informações pontuais da densidade, faz-se necessário o uso desses métodos radiológicos. Para a obtenção de informações detalhadas sobre a qualidade da madeira ao longo da amostra com medições pontuais ou milimétricas, os métodos nucleares de densitometria de raios X e raios gama são mais indicados (PALERMO et al., 2002). Os métodos de determinação da densidade de madeira, pelo uso dos raios X ou partículas β, apesar de apresentarem boa precisão, tem sua aplicação limitada pela espessura da amostra. Para que haja sensibilidade nas determinações, a espessura média das amostras não deve exceder a 1,0 cm para raios X e 2,0 cm para partículas β. Em várias situações, no entanto, é necessário trabalhar com amostras mais espessas. Nesses casos, o uso da radiação gama tem se mostrado adequado permitindo trabalhar com amostras variando de 1,0 até 40 cm de espessura (REZENDE, 1997). A densidade da madeira pode variar quando analisada em função da espécie, variedade, povoamento, idade, árvore e até mesmo dentro de uma mesma amostra ou disco (REZENDE 1984, HERRERA 1989, BRASIL et al. 1977) assim como em diferentes sítios. O ambiente também é um dos fatores que influenciam na densidade da madeira (FOELKEL, 1975). Porém há casos em que as diferenças entre ambientes não alteram expressivamente os valores de densidade básica das populações amostradas como encontrado no trabalho realizado por MORA et al. (1978). O ritmo de crescimento das árvores pode estar associado à variação da densidade da madeira, como citado por ALBINO (1983) que, estudando espécies de Eucalyptus spp. verificou que nos locais onde as árvores apresentaram maior crescimento os valores de densidade foram mais baixos. MORAES (1987) também obteve resultados semelhantes em seu estudo. Alguns estudos, porém, apresentam resultados contrários, como o estudo de SANTANA et al. (2012) que, estudando clones de eucalipto, observou uma tendência crescente nos valores da densidade com o aumento do diâmetro (que está altamente correlacionado com o volume), o que também foi observado por VITAL et al. (1984).

3 Na literatura existem evidências de que a densidade da madeira de eucalipto aumenta com o aumento da idade da árvore, com tendência de estabilização após certa idade, como observado por BARRICHELO e BRITO (1979). Segundo JAMMAL FILHO (2011), a densidade básica da madeira de Eucalyptus spp. tende a aumentar com a idade, havendo tendência de estabilização por volta dos 6 anos. Devido à importância da densidade da madeira de Eucalyptus spp. para a adequação de seu uso final, o objetivo desse trabalho foi buscar maiores informações sobre a relação entre a densidade da madeira e diferentes sítios de plantio e diferentes idades de corte. 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Material utilizado As árvores utilizadas no estudo foram disponibilizadas pela empresa Duraflora S.A., localizada no município de Agudos SP. São provenientes de dois povoamentos florestais de Eucalyptus spp. de testes clonais exploratórios, produzidos a partir de estaquia. As árvores foram obtidas de plantações da empresa em duas regiões distintas: Região de Lençóis Paulista SP codificada como (LP). O local é classificado por desempenho e ranqueado pela empresa Duraflora S.A. como inferior em função da altura dominante (H dom ) das árvores. Possui solo tipo latossolo vermelho distrófico típico, A moderado, álico, textura média e relevo suave ondulado, altitude local de 675 m, longitude 48º 50 36,4 e latitude 22º 51 48,2 e com precipitação média de 1350 mm/ano. A área do experimento é de 0,54 ha. Região de Itapetininga SP codificada como (ITA). O local é classificado por desempenho e ranqueado pela empresa Duraflora S.A. como superior. Possui solo tipo latossolo vermelho-escuro epiálico distrófico, A moderado, textura arenosa e relevo suave ondulado, altitude local de 656 m, longitude 48º 03 37,7 e latitude 23º 59 59,1 e com precipitação média de 1250 mm/ano. A área do experimento é de 1,71 ha. Em cada uma dessas regiões, os discos de madeira foram retirados de árvores de um clone de Eucalyptus spp. de uso operacional da empresa, sendo este classificado por seu desempenho e considerado de alta produtividade. Foram amostrados discos do DAP de 6 árvores em 3 diferentes idades (2, 4 e 6 anos) e em cada região. Os discos das árvores foram identificados com algarismos alfanuméricos, sendo os dois primeiros LP (Lençóis Paulista) e I (Itapetininga), correspondentes à região; A, B e C, correspondentes às idades de 6, 4 e 2 anos respectivamente e o número seguinte de 1, 2, 3, 4, 5 e 6 correspondente as seis repetições de árvore. 2.2 Metodologia A densidade aparente pontual dos discos das árvores amostradas foi avaliada pelo método da atenuação de radiação gama seguindo a metodologia utilizada por JAMMAL FILHO (2011). As análises de detecção da radiação gama foram realizadas no Laboratório de Física do Departamento de Física e Biofísica IBB/UNESP Botucatu/SP, a fim de se obter a densidade aparente pontual ao longo de um raio médio dos discos evitando-se nós e rachaduras. O equipamento utilizado foi desenvolvido e confeccionado no Laboratório de Física Aplicada do Departamento de Física e Biofísica do Instituto de Biociências IBB/UNESP Botucatu/SP, conforme descrito por COSTA (2006). Os discos foram descascados, aplainados e lixados até adquirirem espessura uniforme em torno de 3,0 ± 0,5 cm a fim de adequá-los aos procedimentos necessários para a utilização do método de atenuação de radiação gama. Posteriormente os discos foram colocados em ambiente aberto, até obter-se um teor de umidade de aproximadamente 12%. Após alcançar a umidade de equilíbrio (12%), o raio médio dos discos foi medido a partir da circunferência do disco com uma fita métrica flexível com resolução de 0,1 cm e precisão de 0,05 cm. Conforme PARRISH (1961) e FERRAZ e MANSEL (1979), a densidade foi

4 determinada pela absorção diferenciada da radiação, ou seja, quanto maior a densidade, maior é a absorção e tanto menor a quantidade de radiação que atravessará o meio absorvedor. Para cada disco amostrado foram obtidos os valores da densidade pontual em função da distância radial a partir do centro da amostra. A umidade efetiva dos discos foi determinada por meio da equação 1. A massa seca foi obtida após secagem dos discos em estufa a uma temperatura de 103 ± 2 C. A densidade média dos discos foi calculada utilizando-se metodologia apresentada por Costa (2006) e a densidade média ponderada dos discos foi calculada na umidade da amostra (U) e, posteriormente, foi transformada em densidade básica e em densidade aparente à 12% de umidade, usando-se as Equações 2, 3 e 4, descritas por JAMMAL FILHO (2011). onde: ρ u : densidade aparente a U% de umidade; ρ 0 : densidade aparente a 0% de umidade; ρ b : densidade básica; ρ 12 : densidade aparente a 12% de umidade. Os dados utilizados neste trabalho são referentes apenas à densidade média ponderada aparente à 12% de umidade. 2.3 Metodologia estatística Foi ajustado um modelo linear generalizado com erro aleatório gama e função de ligação logarítmica (MCCULLAGH e NELDER, 1989) para a variável resposta densidade, tendo como fatores a região e a idade. A qualidade do ajuste dos modelos foi avaliada pela deviance residual por grau de liberdade. Assim, deviance residual com valores próximos à unidade, indica boa qualidade de ajuste. Inicialmente foi feito um ajuste para verificar a significância dos efeitos principais e interação dupla entre os fatores. Como houve significância da interação, procedeu-se o estudo dentro de cada fator. 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES As árvores de 2 anos apresentaram densidade média ponderada aparente à 12% de 474 kg/m³ no sítio inferior (LP) e 463 Kg/m³ no sítio superior (ITA). As de 4 anos apresentaram densidade média de 546 kg/m³ para o sítio inferior (LP) e 513 kg/m³ para o

5 sítio superior (ITA) e as de 6 anos apresentaram densidade média de 549 kg/m³ para o sítio inferior (LP) e 463 kg/m³ para o sítio superior (ITA) como apresentado na Tabela 1. Tabela 1. Densidade ponderada das árvores aos 2, 4 e 6 anos. Região LP ITA Idade Densidade (kg/m³) Média Desvpad As Figuras 1 e 2 mostram a variação de densidade média ponderada aparente à 12% ao longo das idades de 2, 4 e 6 anos nos dois sítios estudados (Itapetininga e Lençóis Paulista). Figura 1. Variação da densidade ao longo das idades de 2, 4 e 6 anos na região de Lençóis Paulista (sítio inferior). Figura 2. Variação da densidade ao longo das idades de 2, 4 e 6 anos na região de Itapetininga (sítio superior) A Figura 3 apresenta a variação de densidade média ponderada aparente à 12% ao longo das idades de 2, 4 e 6 anos nos dois sítios estudados (Itapetininga e Lençóis Paulista) utilizando-se de todas as repetições de árvores (1 a 6) para cada idade em cada sítio

6 estudado. No eixo das abscissas, 1-2 anos representa a densidade da madeira da repetição 1 aos 2 anos de idade. Figura 3. Variação da densidade ao longo das idades de 2, 4 e 6 anos nos 2 sítios estudados. Com os dados de densidade para todas as situações estudadas, foi possível a obtenção dos percentuais da variação da densidade correlacionando-a com a idade (Tabela 2). Tabela 2. Aumentos percentuais da densidade ponderada das árvores de 2, 4 e 6 anos. Região LP I Aumentos percentuais de densidade ponderada das árvores ao Árvores longo dos anos (2, 4 e 6) ,97 6,39 13, ,32-1,12 10, ,91-1,10 11, ,81 7,13 20, ,31 1,25 15, ,58-11,49 8,12 1 7,84-8,05 0,42 2 9,22-7,31 2, ,98 12,47 5,50 4 4,80-28,13-21, ,60-6,28 7,10 6 5,30-4,73 0,82 Com os resultados da Tab. 2 pôde-se obter os ganhos percentuais médios, máximos e mínimos da densidade para cada região (Lençóis Paulista e Itapetininga) ao longo dos anos (2, 4 e 6 anos): Lençóis Paulista (LP): 2-4 anos - ganho percentual médio de 13,15 % (máx. 17,58 % e mín. 7,97%); 4-6 anos - ganho percentual médio de 0,18% (máx. 7,13 % e mín. -11,49%); 2-6 anos - ganho percentual médio de 13,42% (máx. 20,88% e mín. 8,12%).

7 Itapetininga (ITA): 2-4 anos - ganho percentual médio de 9,29% (máx. 15,98% e mín. 4,80%); 4-6 anos - ganho percentual médio de -7,01% (máx. 12,47% e mín. -28,13%); 2-6 anos - ganho percentual médio de -0,93% (máx. 7,10% e mín. -21,99%). No geral, constatou-se que houve maiores aumentos de densidade da madeira nos períodos de 2 para 4 anos nos dois sítios estudados, em relação ao período de 4 para 6 anos, onde houve, no sítio superior (ITA) uma redução, inclusive. Os resultados apresentados mostram que, no geral, a densidade básica ponderada da madeira de Eucalyptus spp. tem uma tendência a aumentar com a idade havendo estabilidade por volta dos 6 anos. Estes resultados são concordantes com os dados observados por FERREIRA e KAGEYAMA (1978), BARRICHELO e BRITO (1979), IPEF (1993) e JAMMAL FILHO (2011). Na análise estatística dos dados, considerando-se que, houve efeito significativo nos fatores principais e na interação (p<0,001), procedeu-se a análise dentro de fator (Tabela 3). Foram observadas diferenças significativas na densidade da madeira das árvores entre sítios nas idades de 4 e 6 anos, não apresentando diferença significativa para a idade de 2 anos. O sítio com desempenho inferior apresentou árvores com maior densidade da madeira, com maiores diferenças nas árvores com idade de 6 anos. Esta diferença na densidade pode estar relacionada a fatores edáficos ou climáticos, pois, sabe-se pela literatura que solos ou climas favoráveis ao bom desenvolvimento das árvores aumentam a produtividade e, consequentemente, reduzem a densidade da madeira produzida (REZENDE, 1997; BRITO, 1983). Resultados semelhantes foram encontrados por ALBINO (1983), MORAES (1987), IPEF (1993), TOMAZELLO FILHO (2006) e GOUVEA et al. (2012). Na comparação entre densidades para diferentes idades, o teste de comparação de médias confirmou a observação anteriormente feita: há diferença estatística de densidades aos 2 e 4 anos, para os dois sítios, com aumento para maiores idades; entretanto, a densidade da madeira aos 6 anos se iguala estatisticamente à de 4 anos para o sítio inferior LP (evidenciando estabilização) e à de 2 anos para o sítio superior ITA (evidenciando redução nesse período) Tabela 3. Valores médios da densidade de Eucalyptus spp., referente ao ajuste do modelo linear generalizado com erro aleatório gama e função de ligação logarítmica, segundo idade e região. Idade LP Sítio Aa 463 Aa Ba 513 Bb Ba 463 Ab * Médias seguidas de mesma letra maiúscula na coluna e minúscula na linha, não diferem estatisticamente pelo LSMEANS Test (p<0,05). I 4. CONCLUSÕES Os resultados obtidos permitem apresentar as seguintes conclusões: o método de Atenuação de Radiação Gama demonstrou-se uma ferramenta útil para a determinação da densidade de discos e de suas frações, pois apresenta maiores informações de valores pontuais para a densidade ao longo da amostra;

8 o sítio com desempenho inferior (menor H dom das árvores) produziu madeira com maior densidade; em geral, ocorrem aumentos da densidade da madeira de Eucalyptus spp em função da idade (2, 4 e 6 anos), sendo observados maiores aumentos no período de 2 para 4 anos, em relação ao período de 4 para 6 anos onde, em alguns casos, foi observado inclusive uma redução. 5. AGRADECIMENTOS A Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pela bolsa de mestrado concedida, a empresa Duratex S/A do município de Agudos/SP pelo fornecimento da matéria-prima utilizada no desenvolvimento deste trabalho e ao Prof. Dr. José Raimundo de Souza Passos pelas análises estatísticas elaboradas. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALBINO, J.C. Características de crescimento e variação da densidade básica em doze espécies de Eucalyptus em três regiões do Estado de Minas Gerais. Piracicaba, p. (Tese-Mestrado-ESALQ). AMARAL, A. C.; FERREIRA, M.; COUTO, H. T. Z. Métodos de avaliação da densidade básica da madeira de populações de pinheiros tropicais. IPEF, Piracicaba, n. 15, p , BARRICHELO, L.E.G. ; BRITO, J. O. A utilização da madeira na produção de celulose, Circular técnica. IPEF, Piracicaba (68): 1-16, BRASIL, M. A. M.; VEIGA, R. A. A.; FERREIRA, M. Variação da densidade básica nas seções transversais do caule, da base do tronco para a copa em Eucalyptus grandis. IPEF, Piracicaba, v. 15, p , BRITO, J. O. Influência da adubação mineral nas características dos anéis de crescimento da madeira de P. caribaea var. bahamensis f. Tese (Doutorado em Agronomia)-Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Piracicaba, CAIXETA, R.P. et al. Propriedades e classificação da madeira aplicadas à seleção de genótipos de Eucalyptus. Revista Árvore, Viçosa-MG. v.27, n.1, p COSTA, V. E. Caracterização físico-energética da madeira e produtividade de reflorestamentos de clones de híbridos de Eucalyptus grandis x E.urophylla f. Tese (Doutorado em Energia na Agricultura)-Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista, Botucatu, 2006 FERRAZ, E. S. B.; MANSEL, R. S. Determining water content and bulk density of soil gamma Ray attenuations method. IFAS Technical Bulletin, Florida, n. 807, p. 51, FERREIRA, M. ; KAGEYAMA, P.Y. Melhoramento genético da densidade básica da madeira do eucalipto. In: CONGRESSO FLORESTAL BRASILEIRO, 3, Manaus, Anais. São Paulo, SBS, v.2, p FOELKEL, C.E.B. et al. Estudo comparativo das madeiras de E. saligna, E. paniculata, E. citriodora. E. maculata e E. tereticornis para produção de celulose sulfato. IPEF, Piracicaba. v.10, p GOUVEA et al. Efeito do sítio nas características tecnológicas da madeira de Eucalyptus para produção de celulose kraft. Ciência da Madeira (Braz. J. Wood Sci.), Pelotas, v. 03, n.02, p , nov JAMMAL FILHO, F.A. Determinação da densidade da madeira de clones de eucalyptus spp. a idades passadas com uso da técnica de atenuação de radiação gama f. Dissertação (Mestrado em Energia na Agricultura)-Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista, Botucatu, MCCULLAGH, P. ; NELDER, J.A. Generalized linear models. 2nd ed. London: Chapman & Hall, p.

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