Anatomia madeira

Anatomia madeira

(Parte 1 de 9)

4 NOÇÕES DE ANATOMIA DA MADEIRA

1. INTRODUÇÃO

A madeira é um organismo heterogêneo for- mado por um conjunto de células com propriedades especificas para desempenhar as seguintes fun- ções:

⋅ condução da água;

⋅ armazenamento e transformação desubstâncias

⋅ crescimento;

⋅ suporte da árvore.

A anatomia da madeira é o estudo dos diver sos tipos de células que compõem o lenho (xilema secundário), suas funções, organização e peculiari- dades estruturais com o objetivo de:

⋅ conhecer a madeira visando um emprego correto;

⋅ identificar espécies;

⋅ predizer utilizações adequadas de acordo comas

características da madeira;

⋅ prever e compreender o comportamento da madei- ra no que diz respeito a sua utilização.

Principais características da madeira:

⋅ faz parte diariamente de nossas vidas seja sólida, compensados, mdf, painéis, fósforos, etc;

⋅ é uma estrutura celular, possuindo condutores ± ci- líndricos a base de celulose e adesivo natural (lig- nina);

⋅ é ortotrópica: apresenta 3 direções com proprieda- des distintas entre si;

⋅ é higroscópica: adquire e perde umidade emfun-

ção das variações de temperatura e umidade rela- tiva do ar;

⋅ é heterogênea e variável, por ser biológica,apre-

sentar condições de crescimento variáveis, possuir nós, apresentar alburno e cerne;

⋅ é biodegradável;

⋅ é combustível;

⋅ é durável na ausência de xilófagos;

⋅ é um bom isolante térmico, mal condutora de calor. O tijolo conduz 6 vezes mais, o concreto 15, o aço 390, o alumínio 1700 vezes;

⋅ é um excepcional material de construção: fácilde
trabalhar com ferramentas simples, paramassa
vibrações. Preferível ao aço e concreto nascons-

igual é mais resistente que o aço na flexão (2,6:1), mais resistente ao impacto, absorve 9 vezes mais truções à prova de terremotos.

2. GRUPOS VEGETAIS QUE PRODUZEM MADEIRA

Duas grandes divisões são de interesse da anatomia da madeira por produzirem xilema secun- dário. Apresentando marcantes diferenças estrutu- rais, as gimnospermas e as angiospermas estão bo- tanicamente separadas em grupos distintos.

2.1. Divisão Gimnospermae

Vulgarmente as gimnospermas são conheci- das como coníferas (softwood), porém constituem apenas um grupo dentro dessa divisão. Apresentam folhas geralmente com formato de escamas ou agu- lhas, geralmente perenes e resistentes aos invernos rigorosos. Possuem estróbilos unissexuais (cones). As sementes nuas, não são incluídas em ovários.

Classe Ordem Família

Cycadopsida Cycadales Cycadaceae Ginkgoales Ginkgoaceae

Taxopsida Taxales Taxaceae

Chlamydospermae Gnetales Welwitschiaceae

Ephedraceae Gnetaceae

Coniferopsida Coniferae Pinaceae

Taxodiaceae Cupressaceae Podorcapaceae Araucariaceae

Pinho - Pinus spp
Cipreste - Cupressus spp
Sequoia - Sequoia washingtoriana
Pinheiro do Paraná - Araucaria angustifolia
Pinheiro bravo - Podocarpus lambertii
Pinheiro bravo - Podocarpus sellowii

São de clima frio de zonas temperadas e fri- as, porém existem espécies tropicais. Exemplos:

2.2. Divisão Angiospermae Classe Dicotyledoneae São conhecidas como folhosas (hardwood). Apresentam flores comuns e sementes dentro de frutos, além de folhas comuns, largas, geralmente caducas. De sementes protegidas por carpelos, ao germinarem apresentam duas folhas ou cotilédones. Das milhares de espécies existentes, temos como exemplo a aroeira, pau d’arco, sucupira, cedro, mogno, pau Brasil, casuarina, brauna, freijó, etc.

Além das diferenças botânicas assinaladas, a estrutura anatômica de suas madeiras é comple- tamente distinta.

3. ESTRUTURA MACROSCÓPICA DO TRONCO

Com exceção do câmbio e a maioria dos raios, em um corte transversal de um tronco as seguintes estruturas se destacam (Figura 01):

3.1. Córtex (L: cortex = casca)

Porção mais externa do caule ou da raiz. É composta por uma camada exterior morta ou inativa (ritidoma) cuja espessura varia com a espécie e a idade, e, por uma camada interior viva (floema). Têm importância na identificação de espécies vivas e protege o tronco contra agentes do meio (varia- ções climáticas, ataque de fungos, fogo, resseca- mento e injúrias mecânicas). As cascas de algumas espécies são exploradas comercialmente, tais como

Figura 01. Seção transversal típica de um tronco.

a do carvalho na fabricação de cortiça (Fig. 02), acácia negra, barbatimão, angico vermelho, angico preto, angico branco, etc., na produção de taninos. Enfim, em inúmeras outras utilizações, como alimen to para gado, extensores para colas, fármacos, perfumaria, etc.

3.2. Raios

Originários das iniciais radiais do câmbio, tendo número e aspecto constante num mesmo gênero de árvores. Varia de uma a quinze células de largura e de algumas células a vários centíme- tros de altura. Porção de parênquima que percorre as linhas radiais cuja função é armazenar e transpor tar horizontalmente substâncias nutritivas. Suas célu las como as demais células parenquimáticas, pos- suem uma longevidade maior que a dos outros elementos anatômicos. Apresentam uma grande riqueza de detalhes quando observados nos cortes radial e tangencial, constituindo elementos importan tes na identificação de espécies.

Figura 02. Árvore de Carvalho, produtora de cortiça.

3.3. Alburno (Latin alburnu = branco)

Porção externa, funcional do xilema, geral- mente clara (Fig. 03). Possui células vivas e mortas. Tem como função principal a condução ascendente de água ou seiva bruta nas camadas externas próxi- mas ao câmbio; também armazena água e substân cias de reserva tais como amido, açucares, óleos e proteínas, e produz tecidos ou compostos defensi- vos em resposta as injúrias. Sua permeabilidade é facilitada pela presença de pontuações funcionais não incrustadas. Sua largura varia entre espécies e dentro da espécie devido a idade e fatores genéti- cos e ambientais. Há uma forte relação positiva en- tre a quantidade de alburno e a quantidade de fo- lhas na árvore. Possui mecanismos de defesa ativo e passivo contra os xilófagos: o ativo é induzido por ataque ou ferimento e o passivo é produzido antes da infecção. Contêm poucos extrativos tóxicos e geralmente é susceptível ao apodrecimento. Aceita bem tratamentos com preservativos e para melho rar suas características tecnológicas.

A “zona de transição” entre alburno e cerne – não aparente em todas as espécies – é uma cama da estreita de coloração pálida, circundando regiões

6 de cerne e injuriadas. Frequentemente possui célu- las vivas, é destituída de amido, é impermeável a líquidos, com umidade mais baixa que o alburno e algumas vezes também a do cerne.

Figura 03. Diferentes tipos e proporções de alburno e cerne na madeira.

3.4. Cerne

É a camada interna e mais antiga do lenho, desprovida de células vivas e materiais de reserva. Em algumas espécies difere do alburno pela cor mais escura, baixa permeabilidade e aumento da durabilidade natural. Há apenas mecanismo de defe sa passiva contra os xilófagos, proveniente do arma zenamento de extrativos. Fornece suporte estrutu- ral, otimiza o volume do alburno e mantém o ambien te. O volume do cerne é cumulativo, o de alburno não. Ou seja, a proporção de cerne aumenta com a idade.

As células de suporte e condução morrem após alguns dias de formadas. As camadas internas perdem gradativamente sua atividade fisiológica e a atividade parenquimática gradualmente declina ao afastar-se do câmbio. Toxinas – subprodutos do metabolismo – podem provocar a morte das células parenquimáticas. Este evento – a morte completa do parênquima – marca o início do processo de transformação de alburno para cerne, denominado cernificação. Ao morrerem as células parenquimá- ticas, as substâncias de reserva são em parte removidas ou polimerizam formando resinas, coran- tes, óleos, compostos fenólicos, taninos, gorduras e outros químicos, que impregnam pontuações e paredes ou deposita-se nos lumens das células proporcionando ao lenho durabilidade e coloração. O resultado da alteração do alburno nesse processo recebe o nome de cerne.

O início da cernificação varia entre as espé- cies. No eucalipto inicia-se aos 5 anos, nos pinus entre 14 e 20 anos e há espécies iniciando após os 80 anos ou mais. A velocidade do processo de cernificação também varia com a espécie.

A resistência da madeira não é essencial- mente afetada pela cernificação, pois nenhuma célu la é adicionada, retirada ou sofre modificação ana- tômica no processo.

Considerando o tronco um cilindro, ocorrem elevadas tensões de compressão e tração nas camadas externas, donde se conclui que o cerne é menos importante que o alburno no suporte estrutu- ral. De fato, troncos ocos de árvores antigas persis- tem por vários anos. No entanto o alburno é insufici- ente na sustentação dessas árvores e o cerne provi- dencia a necessária resistência a compressão: árvo- res ocas tombam quando a camada externa de ma- deira é inferior a 1/3 do raio total. No entanto, evidên- cias demonstram que o cerne possui pouca ou míni- ma contribuição mecânica em espécies com alburno relativamente espesso.

Variação de cerne numa espécie ocorre devi do a idade da árvore, tratos silviculturais, vigor da árvore, estrutura anatômica, geadas, doenças, polui ção, taxa de crescimento, site, controle genético, etc.

A cernificação não é inteiramente conhecida, embora alguns eventos sejam evidentes (morte do parênquima e formação de extrativos) e outros, efêmeros. Entre as alterações observadas na cernifi cação da madeira, algumas não respondem suficien temente a variação dos modelos de formação do cerne. As modificações são as seguintes: · morte do parênquima

· formação de extrativos

· alteração no teor de umidade; ressecamento

· degeneração dos núcleos dos parênquimas

· decréscimo de substâncias nitrogenadas

· produção e acúmulo de gases (etileno e CO2) · obstrução da pontuação

· remoção ou acúmulo de nutrientes (K, Mg, Ca, etc)

· redução dos compostos armazenados

· atividade enzimática

A cernificação é acompanhada de um au- mento no conteúdo e no acúmulo abrupto ou gradu- al de extrativos. Os extrativos formam-se na “zona de transição” ou no limite alburno/cerne a partir da disponibilidade de compostos locais e outros deloca dos desde o floema e alburno. Compostos fenólicos são produzidos e armazenados na “zona de transi- ção” ou seus precursores são acumulados no albur- no e depois transformados na “zona de transição”. Os extrativos podem impregnar a parede celular, ini- ciando na lamela média e, posteriormente, na pare- de secundária. Os extrativos estão localizados majo ritariamente nos raios. Há evidências de íntimas associações químicas entre extrativos e componentes estruturais da parede, porém a formação dos compostos do cerne difere do processo de lignifica- ção.

A quantidade de extrativos no cerne aumen- ta em direção ao alburno, consequentemente a ida- de da árvore influencia no conteúdo de extrativos. O baixo padrão quali e ou quantitativo de extrativos próximos a medula reflete a degradação dos mes- mos com o tempo ou no incremento da deposição com a idade. O exterior do cerne é mais durável na base da árvore e está associado com o decréscimo de extrativos em direção a medula e altura da copa. Madeira de reação possui quantidades mais baixas de extrativos em comparação à normal.

· reduzir a permeabilidade: torna-o lento durantea

A presença de extrativos no cerne pode: secagem e dificulta a impregnação com preservan tes químicos; · aumentar a estabilidade dimensional em condições de umidade variável; · aumentar ligeiramente o peso;

· ser tóxico aos organismos xilófagos, aumentando a durabilidade da madeira; · consumir mais químicos no branqueamento da pol- pa de celulose; · corroer metais (taninos);

· interferir na aplicação de tintas, vernizes e colas

· apresentar coloração agradável.

Em algumas folhosas, associada a for- mação do cerne, observa-se a ocorrência de tiloses, obstrução dos lumens dos vasos por tilos (Fig. 04). Tilos são expansões de células parenquimáticas que penetram nos vasos adjacentes através das pontuações, podendo obstruir os lumens total ou parcialmente, além do fechamento das pontuações; formam-se quando a pressão no lúmen do parên- quima projeta sua parede para o interior da cavida- de do vaso. Os tilos possuem paredes finas ou espessas, pontuadas ou não e conter ou não amido, cristais ou gomo-resinas. Tilos esclerosados apre- sentam parede espessa, laminada e lignificada, com pontuações simples coalescentes.

As tiloses integram a estratégia de defesa da árvore ao reduzir a quantidade de ar e umidade, dificultar o movimento de xilófagos pelos vasos e permitir o acúmulo de extrativos, evitando serem diluídos pelo fluxo da transpiração.

Ferimentos externos podem estimular a formação de tilos visando bloquear a penetração de ar na coluna ascendente de líquidos, como também a degradação das membranas das pontuações por fungos. Excepcionalmente, tilos podem ser observa- dos em fibras com pontuações grandes (algumas lauráceas e Magnoliáceas).

Nas folhosas, o fator determinante da perme abilidade da madeira é a presença ou não de tilo- ses. Os tilos são importantes na identificação e prin- cipalmente na utilização da madeira, por aumen- tarem a densidade dentro de certos limites e dificul- tarem a secagem, a impregnação com preser- vantes ou estabilizantes químicos e a infiltração de licores na polpação pois obstruem os caminhos naturais da circulação de líquidos. Tilos são também encontrados em coníferas: ocorrem nos traqueóides axiais de espécies que apresentam pontuações do campo de cruzamento fenestriforme, resultado de injúrias mecânicas, infecções ou estímulo químico.

É comum encontrar no cerne das coníferas, canais resiníferos obstruídos pela dilatação das células epiteliais que o circundam, fenômeno conhe- cido por tilosóide. Em conseqüência, a resina é expelida dos mesmos, impregnando os tecidos adjacentes.

Figura 04. Lúmen de um vaso invadido por tilos: (X) - Seção transversal; (T) – seção axial tangencial.

Pontuações areoladas são conexões entre células condutoras do xilema. Nas coníferas e em algumas folhosas o centro da membrana da pontua- ção possui um espessamento denominado torus (Fig. 05 e 06). Torus vem a ser o engrossamento da parede primária no centro da circulação, formando uma espécie de pastilha achatada que funciona co- mo válvula, regulando o fluxo de líquidos através da pontuação. Quando o torus torna-se mais ou me- nos inativo move-se para um dos lados da pontu- ação, esta é dita aspirada e, o torus muitas vezes encontra-se irreversivelmente aderido por extrativos (Fig. 07). Esta posição bloqueia a passagem e a circulação de líquidos. A aspiração aumenta em dire ção ao cerne.

Figura 05. Pontuação areolada: a – funcional, permitea
rus obstrui a circulação de fluidos; c –Vista

passagem de líquidos (seta); b – aspirada, to- frontal do torus no centro do margo.

Figura 06. Pontuações intervasculares com torus.

Figura 07. Pontuações areoladas funcional e aspirada.

Embora ocorra no cerne, pontuações aspi radas podem acontecer no alburno, constituindo um recurso da árvore para impedir a penetração de ar na coluna ascendente de líquidos em caso de ferimento.

Independente da aspiração, pontuações também são incrustadas por extrativos, obstruindoas. Pontuações aspiradas e ou incrustadas, caracte ristica do cerne, reduz o movimento de fungos e a umidade na madeira, presumidamente criando con- dições menos propícias à degradação.;

Quando o cerne não se destaca do alburno pela coloração mais intensa, pode existir fisiologica- mente. Neste caso, é chamado de cerne fisiológico. Existem espécies com ausência absoluta de cerne.

3.5. Medula

Parênquima que ocupa a parte central do tronco. Tem a função de armazenar substâncias nu- tritivas. Seu papel é especialmente importante nas plantas jovens, onde pode participar também da con dução ascendente de líquidos. A coloração, forma e tamanho, principalmente nas folhosas, são variá- veis. É susceptível ao ataque de xilófagos.

(Parte 1 de 9)

Comentários