INTRODUÇÃO - MADEIRA. Mestranda Daniele Potulski Disciplina Química da madeira I

Transcrição

1 INTRODUÇÃO - MADEIRA Mestranda Daniele Potulski Disciplina Química da madeira I

2 Estrutura da madeira A madeira é um material heterogêneo; É constituída, basicamente, por tecidos formados por células com paredes celulares espessas, cujas formas e tamanhos variam de acordo com a espécie. Sua variabilidade estrutural e química refletida numa ampla gama de propriedades físicas, tais como: densidade permeabilidade; comportamento quanto à capilaridade; condutividade térmica; difusão da água de impregnação, entre outras.

3 Estrutura da madeira Diferentes espécies de árvores apresentam diferente composição celular (anatomia); Variação dentro das espécies (devido a fatores genéticos e ambientais); Variação dentro da árvore (relacionado a posição na árvore)

4 Estrutura da madeira O arranjo de seus componentes físicos (macroscópicos, microscópicos, ultramicroscópicos) e químicos definem a estrutura lenhosa como uma engenhosa organização arquitetônica da madeira.

5 Estrutura da madeira As madeiras podem ser agrupadas em duas categorias distintas: A: Moles, softwoods ou coníferas; (grupo das gimnospermas) Exemplo: Pinus, Araucária. B: Duras, hardwoods ou folhosas; (grupo das angiospermas dicotiledôneas) Exemplo: Imbuia, Ipê, Eucalyptus.

6 Estrutura da madeira ASPECTOS ANATÔMICOS Macroscópicos

7 Estrutura da madeira ASPECTOS ANATÔMICOS Macroscópicos Casca: A parte externa é morta e tem função de proteção da árvore. A parte interna é viva e tem função de condução de nutrientes; Cambio: Situa-se entre a casca e o lenho, constituída de tecido vivo. Tem como função a reprodução dos tecidos; Alburno: Camada mais externa e mais clara. Tem como função a condução dos nutrientes; Cerne: Parte mais resistente. Tem como função sustentação mecânica; Medula: Miolo central do tronco, parte fraca e defeituosa. Primeiro tecido da árvore;

8 Estrutura da madeira ASPECTOS ANATÔMICOS Macroscópicos

9 Estrutura da madeira ASPECTOS ANATÔMICOS Macroscópicos Anéis de crescimento: representam a idade da árvore, através da contagem dos lenhos tardio e inicial; Lenho inicial ou primaveril: o crescimentos do anel inicia-se na primavera e termina no outono é caracterizado por células de dimensões menores, por isso a madeira composta por esse lenho é menos densa; Lenho tardio ou outonal: fim do período é caracterizado por células mais robustas, portanto a madeira é mais densa e geralmente mais resistente;

10 Estrutura da madeira ASPECTOS ANATÔMICOS Macroscópicos

11 Estrutura da madeira ASPECTOS ANATÔMICOS Macroscópicos Lenho de reação

12 Estrutura da madeira ASPECTOS ANATÔMICOS Macroscópicos Lenho de reação A função é corrigir a curvatura, manter o tronco na vertical, também ocorre em galhos, mantendo os seus ângulos; Surge na porção sujeita a compressão lenho de compressão (gimnospermas); Surge na zona tracionada lenho de tração (angiospermas dicotiledôneas); Resulta em características físicas, químicas e anatômicas diferentes entre coníferas e folhosas;

13 Estrutura da madeira ASPECTOS ANATÔMICOS CONÍFERAS Traqueoides Raios Microscópicos FOLHOSAS Fibras Parênquima Vasos Raios Esses elementos são observados através dos cortes anatômicos; TRANSVERSAL RADIAL TANGENCIAL

14 Estrutura da madeira ASPECTOS ANATÔMICOS Microscópicos Estrutura da parede celular LM = lamela média P = parede primária S1 = camada 1 da parede secundária S2 = camada 2 da parede secundária S3 = camada 3 da parede secundária ou parede terciária W= camada verrugosa

15 Estrutura da madeira ASPECTOS ANATÔMICOS Microscópicos Estrutura da parede celular Lamela média: é uma fina camada, a qual une (cola) as células entre si, formando o tecido. Embora fibrilas simples possam cruzar a lamela média, esta camada é em princípio livre de celulose. Sua espessura pode varias de 0,2 a 1,0 μm. Parede primária: as fibrilas de celulose são arranjadas em delgadas camadas que se cruzam formando um aspecto de redes. A parede primária é a primeira camada depositada durante o desenvolvimento da célula. Sua espessura varia entre 0,1 a 0,2 μm.

16 Estrutura da madeira ASPECTOS ANATÔMICOS Microscópicos Estrutura da parede celular Parede secundária: é a camada mais espessa da célula, depositada sobre a parede primária após seu crescimento superficial ter-se completado. Sua espessura pode variar de 1 a 10 μm e a porcentagem de celulose pode chegar a 90% ou mais. Consiste de três camadas: externa - S1 média - S2 interna - S3

17 Estrutura da madeira ASPECTOS ANATÔMICOS Microscópicos Estrutura da parede celular Camada S1: O ângulo formado entre as fibrilas em relação ao eixo da célula considerada pode variar entre 50 e 70º. E a espessura pode varias de 0,2 a 0,3 μm; Camada S2: As fibrilas estão dispostas num ângulo praticamente reto em relação ao eixo da célula, podendo variar entre 10 e 30º. E a espessura pode variar de 1 a 9 μm, tornando-a a camada mais espessa; Camada S3: As fibrilas de celulose são arranjadas numa inclinação suave, porém não numa forma estritamente paralela.

18 Estrutura da madeira ASPECTOS ANATÔMICOS Microscópicos Pontoações É uma abertura na parede secundária da célula; Após as células atingirem o tamanho final, é depositado a parede secundária sobre a primária, as áreas onde não é depositada parede secundária consistem das pontuações, que assemelham-se a furos nas paredes celulares. Tem como função estabelecer comunicação entre as células.

19 Química da madeira Componentes químicos elementares Em relação a composição química elementar da madeira, pode-se afirmar que não há diferenças consideráveis, levandose em conta as madeiras de diversas espécies. Os principais elementos existentes são : Carbono (C), Hidrogênio (H), Oxigênio (O) e Nitrogênio (N), este em pequenas quantidades.

20 Química da madeira Componentes químicos elementares A análise da composição química elementar da madeira de diversas espécies, coníferas e folhosas, demonstram a seguinte composição percentual, em relação ao peso seco da madeira; Elemento Quantidade C 49 50% H 6% O 44 45% N 0,1 1%

21 Química da madeira Componentes químicos elementares Além destes elementos encontram-se pequenas quantidades de: Cálcio (Ca), Potássio (K), Magnésio (Mg) e outros, constituindo as substâncias minerais existentes na madeira.

22 Química da madeira Substâncias macromoleculares Do ponto de vista da análise dos componentes da madeira, os principais componentes macromoleculares constituintes da parede celular, que estão presentes em todas as madeiras: Celulose; Polioses (hemiceluloses); Lignina;

23 Química da madeira Substâncias macromoleculares Celulose Polioses Lignina

24 Química da madeira Substâncias macromoleculares Parede celular

25 Química da madeira

26 Química da madeira Componentes minoritários São os que possuem baixo peso molecular: Materiais acidentais; Extrativos; Substâncias minerais; Estes são geralmente mais relacionados a madeira de certas espécies, Variam em relação ao tipo e quantidade. As proporções e composição química da lignina e polioses diferem em coníferas e folhosas, enquanto que a celulose é um componente uniforme da madeira.

27 Química da madeira Composição Média de Madeiras de Coníferas e Folhosas Constituinte Coníferas Folhosas Celulose 42 ± 2% 45 ± 2% Polioses 27 ± 2% 30 ± 5% Lignina 28 ± 2% 20 ± 4% Extrativos 5 ± 3% 3 ± 2% Existe grande variabilidade, especialmente em madeiras tropicais;

28 Química da madeira Celulose É o componente majoritário tanto de coníferas, como de folhosas; É caracterizada como um polímero linear de alto peso molecular, constituído exclusivamente por unidades de β-dglucose; Devido a suas propriedades químicas e físicas, bem como à sua estrutura supra molecular, preenche sua função como o principal componente da parede celular dos vegetais. POLÍMERO: é uma macromolécula formada pela repetição de pequenas e simples unidades químicas (monômeros), ligadas covalentemente.

29 Química da madeira Celulose O OH CH 2 OH OH O OH O CH 2 OH OH O O OH CH 2 OH OH O O OH CH 2 OH OH O O

30 Química da madeira Polioses (hemiceluloses) Estreitamente associadas com a celulose na parede celular. Cinco açucares neutros, as hexoses : glucoses, manose e galactose; e as pentoses : xilose e arabinose, são os principais constituintes das polioses. Algumas polioses contém adicionalmente ácidos urônicos. As cadeias moleculares são muito mais curtas que a de celulose, podendo existir grupos laterais e ramificações em alguns casos. As folhosas, de maneira geral, contém maior teor de polioses que as coníferas, e a composição é diferenciada.

31 Química da madeira Polioses (hemiceluloses) Glucouronoxilose (arabinose)

32 Química da madeira Lignina É a terceira substância macromolecular componente da madeira. As moléculas de lignina são formadas completamente diferente dos polissacarídeos, pois são constituídas por um sistema aromático composto de unidades de fenil-propano. Há maior teor de lignina em coníferas do que em folhosas, Existem diferenças estruturais entre a lignina encontrada nas coníferas e nas folhosas. Está localizada na lamela média composta, bem como na parede secundária. Durante o desenvolvimento das células, a lignina é incorporada como o último componente na parede, interpenetrando as fibrilas e assim fortalecendo, enrijecendo as paredes celulares.

33 Química da madeira Lignina

34 Obrigada pela atenção!!