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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA FLORESTAL LABORATÓRIO DE PROPRIEDADES DA MADEIRA ESTRUTURA ANATÔMICA E IDENTIFICAÇÃO DE MADEIRA Profa. Ana Márcia M. L. Carvalho Viçosa, MG Março 2013 Apostila destinada à complementação das Aulas Teóricas aos alunos de Graduação em Engenharia Florestal – DEF/UFV 2 1- INTRODUÇÃO 1.1 - CONCEITO Anatomia de madeira - ramo da Ciência Botânica que procura conhecer o arranjo estrutural dos diversos elementos que constituem o lenho ou xilema secundário, (o que conhecemos como madeira), visando determinar-lhe a origem, a forma, as dimensões, os conteúdos, a filogenia e as suas relações recíprocas. Anatomia vem de anatomé - quer dizer dissecação, corte. 1.2 – OBJETIVOS O conhecimento sobre a anatomia da madeira é elemento fundamental para qualquer emprego industrial que se pretenda destinar à madeira. O comportamento mecânico da madeira (resistência, secagem, colagem de peças, trabalhabilidade e outros) está intimamente associado a sua estrutura celular. Através da anatomia é possível diferenciar espécies, identificando corretamente a madeira e o seu uso; proporcionar subsídios aos órgãos de fiscalização para identificação das madeiras comercializadas e/ou ameaçadas de extinção; predizer utilizações adequadas, de acordo com as características; prever e compreender o comportamento da madeira no que diz respeito a sua utilização. 1.3 - HISTÓRICO O estudo de anatomia de madeira não é recente. As primeiras referências - Teofrasto (369- 202 a. C), que, na antiga Grécia, escreveu sobre a seiva das plantas, os vários tipos de madeira comerciais de sua época e o seu respectivo uso. Primeiros estudiosos em anatomia de plantas: - Marcelo Malpighi (1628-1694) - escreveu Anatomia Plantarum, publicada em 1675 - Nehemiah Grew (1941-1712) – escreveu The Anatomy of Plants, em três volumes, relata, pela primeira vez, a existência de vasos, fibras e parênquima em madeiras. - Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723) desenvolveu um microscópio e realizou estudos detalhados da madeira e da casca de Miristicáceas, em cortes nos planos transversal, tangencial e radial. - Augustin Candolle estabeleceu a diferenciação de madeiras, baseada na presença ou ausência de vasos. A partir de então, foram utilizados vários sistemas de classificação, empregando caracteres anatômicos da madeira. Atualmente, a Associação Internacional de Anatomistas da Madeira, IAWA, reúne pesquisadores do mundo todo da área de anatomia e publica um periódico específico com os mais recentes estudos. No Brasil, várias instituições de pesquisa se dedicam aos estudos de anatomia da madeira: - IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, em São Paulo; - LPF - Laboratório de Produtos Florestais, em Brasília; - Museu Emílio Goeldi, em Belém - INPA – Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, em Manaus. - Universidades federais e estaduais, que mantêm cursos de botânica ou engenharia florestal, também possuem pesquisadores e laboratórios destinados ao estudo anatômico do lenho. http://www2.ncsu.edu/unity/lockers/class/wps202001/IAWA/iawa.htm http://www.museu-goeldi.br/ http://www.inpa.gov.br/ 3 2- CLASSIFICAÇÃO BOTÂNICA DOS VEGETAIS: Plantas são organismos eucariontes* (Figura 1), multicelulares, autótrofos, que realizam fotossíntese. Elas podem ser divididas, segundo Eichler (1883), citado por ESAU (1883), em dois grandes grupos: Criptógamas: plantas que não produzem flores nem sementes. Ex: algas, musgos e samambaias. Fanerógamas: plantas que produzem flores e sementes. Ex: pinheiros, eucaliptos, mangueira, coqueiros etc. * “Os serem eucariontes são formados por células eucarióticas, que apresentam basicamente membrana plasmática, citoplasma e núcleo, sendo que este é delimitado por uma membrana denominada carioteca. Além, disso, apresentam membranas internas delimitando organelas na região citoplasmática”. “A célula dos organismos procariontes (Figura 2) apresenta membrana plasmática e citoplasma, sendo que o material nuclear, denominado nucleóide, não é delimitado por carioteca, inexistente em células procarióticas. Nestas células não há organelas delimitadas por membranas”. “Os únicos seres vivos que apresentam células procarióticas são as bactérias e algas azuis (cianobactérias). Todos os outros organismos de estrutura celular são formados por células eucarióticas”. Figura 1 – Célula vegetal eucariótica (LOPES, 1994). Figura 2 – Célula procariótica (bactéria) (LOPES, 1994). A- Criptógamas – são plantas que não produzem sementes. Grupo 1 – Talófitas – o corpo é um talo, envolvendo as plantas sem tecido de condução especializado e sem diferenciação em raiz, caule e folha, com reprodução assexuada (algas). São plantas aquáticas, podendo ocorrer também em locais úmidos, sobre rochas e troncos de árvores. Grupo 2 – Briófitas –o corpo pode se apresentar diferenciado externamente em caulóide e filóide, além de estruturas semelhantes a raízes (rizóides), envolvendo as plantas sem tecido de condução especializado, mas a reprodução é sexuada (musgos). São plantas de pequeno porte, vivendo em ambientes úmidos e sombreados, em barrancos, troncos de árvores e ambientes aquáticos. 4 Grupo 3 – Pteridófitas – envolve as plantas com tecido de condução especializado (xilema e floema), com diferenciação em raiz, caule e folhas verdadeiras, não produzem sementes, reprodução sexuada (samambaias e avencas). São as primeiras plantas vasculares, possibilitando às plantas a conquista definitiva do ambiente terrestre. As talófitas e as briófitas não possuem vasos condutores de seiva; as pteridófitas e todas as fanerógamas possuem vasos condutores e, por isso, são chamadas de plantas vasculares ou traqueófitas. B – Fanerógamas ou Espermatófitas - plantas que produzem sementes. Grupo 4 – Espermatófitas – envolve as plantas com tecido de condução especializado (xilema e floema), com diferenciação em raiz, caule e folhas verdadeiras, além de produzir sementes. São vegetais superiores e, em geral, produzem madeira. As espermatófitas se dividem em dois grandes grupos: a) Gimnospermas – caracterizam-se por apresentar: - estrutura anatômica do caule muito simples, com poucos elementos celulares; - madeiras moles, leves, coloração clara ou rosada, fibras longas (traqueídeos); - madeiras fáceis de serem trabalhadas e usinadas; - ausência de vasos; - exsudam resina. - anéis de crescimento bastante distintos. - ausência de diferenciação nítida entre cerne e alburno. - botanicamente, são muito primitivas. - folhas sempre perenes, em formatos de agulhas. Segundo ENGLER (1954), as Gimnospermas arbóreas quase seiscentas espécies, distribuídas em dezessete divisões, segundo um sistema filogenético. São representadas pelas seguintes ordens: Coniferales (Pináceas, Taxodiáceas, Cupressáceas, Podocarpáceas e Araucariáceas), Gnetales, Cicadales e Ginkgoales. Apenas as espécies da ordem Coniferales têm expressão econômica no mercado mundial de madeiras. No Brasil, existem três espécies coníferas nativas: Pinheiro-do-Paraná (Araucária angustifólia) e as duas espécies de pinheiro-bravo (Podocarpus lamberttii e Podocarpus selowii). De modo geral, as Gimnospermas são típicas de clima temperado e são nativas do Hemisfério Norte, onde são conhecidas como resinosas, coníferas, não porosas ou softwoods. Além do Pinheiro-do-Paraná, existem várias espécies de Pinus, originárias da América Central, México e Estados Unidos, e que estão perfeitamente adaptadas às condições climáticas da Região Sul do Brasil. São responsáveis pelo abastecimento de todo o segmento industrial madeireiro da região, notadamente da área de celulose e papel, painéis, estruturas e componentes para o segmento da indústria moveleira24) A composição volumétrica média de algumas madeiras européias de Angiospermas é apresentada no Quadro 4. Quadro 4 - Composição volumétrica média de algumas madeiras (%). As madeiras de angiospermas dicotiledôneas que representam a grande maioria das madeiras nativas brasileiras possuem uma estrutura bem mais complexa do que as das gimnospermas devidas apresentarem um maior número de tipos de célula em sua composição (Figura 16). 10.3.1. Elementos vasculares ou elementos de vasos (vaso/”poros”): São células que se dispõe em séries axiais coalescentes, formando os vasos. Estes quando vistos em seção transversal são denominados “poros” em anatomia da madeira (Figura 25). O vaso é um conjunto de células sobrepostas (elementos vasculares) no sentido longitudinal, formando uma estrutura de tubos de forma contínua e de comprimento indeterminado, cuja função é a condução ascendente de líquidos ou seiva bruta na árvore. Quando vistos na seção transversal, os vasos são denominados “poros”. Os vasos são estruturas que ocorrem na quase totalidade das Angiospermas e constituem o principal elemento de diferenciação com as Gimnospermas. Os vasos podem apresentar diferentes formatos e suas características estão relacionadas ao estágio evolutivo do vegetal e às condições ambientais. http://pt.wikipedia.org/wiki/Montanha 28 Figura 24 – Diagrama de uma angiosperma nos três planos de observação. Os elementos de vaso apresentam uma área de comunicação entre si que é chamada de placa de perfuração originada do processo de dissolução da parede terminal, essa dissolução pode ser total, dando origem à placa de perfuração simples, ou parcial, constituindo as placas de perfuração foraminadas, reticulada, escalariforme e mista (Figura 26). Figura 25 – Elementos de vaso segundo processo evolutivo (BURGUER & RICHTER, 1991) Figura 26 – Representação esquemática das placas de perfuração (GLÓRIA & GUERREIRO, 2003). As placas de perfuração também podem ser encontradas nas paredes laterais dos elementos de vaso e, em alguns casos, nas células específicas do parênquima radial, as células perfuradas de raio, estão diretamente envolvidas no transporte de água. Normalmente, apenas um tipo de placa de perfuração é peculiar para determinado gênero ou espécie, mas algumas Lauráceas podem apresentar, simultaneamente, os tipos simples e PLANO A - 1-1 a = anel de crescimento anual; 2-2 a = células radiais procumbentes; 2 b -2 c = raio de células eretas; a-a 6 = poros, b-b 4 = fibras; c-c 3 = células de parênquima longitudinal; e = células radiais procumbentes. PLANO B - f-f 1 = elementos vasculares; g-g 1 = fibras; h = parênquimas longitudinais; 3-3 a = raio heterocelular; i =células radiais eretas; j = células radiais procumbentes. PLANO C - k, k l , k 2 = elementos vasculares; l = fibras; 4-4 a = raio; m = células radiais eretas; n = células radiais procumbentes. 29 escalariforme, recebendo o nome de placa de perfuração dimórfica. O tipo de placa de perfuração e os aspectos dos elementos de vasos são características relacionadas ao estágio evolutivo do vegetal e às condições ambientais. Além da placa de perfuração, os elementos de vaso apresentam, em suas paredes laterais, uma área de comunicação com as células vizinhas, denominada pontuações, cuja disposição, aspecto, tamanho e forma são características de algumas madeiras e se tornaram importantes e indispensáveis para a identificação. Quando se estabelece um contato de vaso para vaso encontram-se as pontuações intervasculares. As pontuações intervasculares podem apresentar formas arredondadas, elípticas, em fenda e escalariforme; quanto à disposição podem ser alternadas, opostas ou do tipo misto. Quando um vaso entra em contato com um raio, as pontuações são denominadas raio-vasculares; e quando a comunicação é de vaso com parênquima longitudinal, as pontuações são denominadas parênquimo-vasculares. Nas áreas de contato entre vaso e fibra, muito raramente existe ou inexiste a pontuação. Entre dois elementos vasculares justapostos, entre dois traqueídeos e entre um elemento vascular e um fibrotraqueídeo, as pontuações são sempre areoladas; quando os elementos vasculares estiverem em contato com células parenquimáticas, as pontuações serão do tipo semi-areolada. As pontuações areoladas que ocorrem nas paredes dos elementos vasculares podem aparecer isoladas ou contíguas. É importante salientar que os vasos que ocorrem isolados no lenho (poros solitários) não apresentam pontuações intervasculares em suas paredes. Quando a parede interna da câmara de pontuação areolada apresentar reentrâncias ou for toda bordada, ela receberá o nome especial de pontuação areolada guarnecida (vestured pits), característica importante das Leguminosas, Voquisiáceas e algumas outras famílias. Alguns vasos apresentam espessamentos espiralados nas suas paredes internas, como é o caso da erva-mate (Ilex paraguariensis, Aquifoliaceae) e espinho-de-judeu (Xylosma pseudosalzmanni, Flacourtiaceae), tornando-se características muito importantes para fins de identificação. As pontuações areoladas das folhosas nunca aspiram. 10.3.1.1. Tipos de elementos vasculares: Quando a madeira é observada no plano transversal, os vasos recebem o nome de poros e a sua distribuição, abundância, tamanho e agrupamento são características importantes para a identificação das espécies e definição das propriedades tecnológicas da madeira (massa específica, secagem, impregnação para tratamento preservativo etc). As classificações mais importantes dos vasos/poros são: Quanto ao agrupamento, os poros podem ser: Solitários – são aqueles poros que estão rodeados por outro tipo de célula que não vaso. Exemplos: cupiúba, umiri, pau-pereira, peroba, guatambu. Múltiplos – são aqueles poros que estão justapostos e podem ser múltiplos de dois, três, quatro ou mais vasos, formando cadeias, geralmente, radiais e, às vezes, tangenciais. Exemplos: sucupira-preta, guatambu-de-leite. Os poros múltiplos de dois são comumente chamados de poros geminados; os poros múltiplos podem, ainda, ser classificados de múltiplos radiais, múltiplos tangenciais e múltiplos racemiformes. Quanto à disposição ou porosidade, os poros podem ser classificados de três tipos, considerando-se a disposição e diâmetro dos poros em relação aos anéis de crescimento. Assim, a porosidade da madeira pode ser classificada em: Difusa – quando os poros estão distribuídos bem regularmente ao longo dos anéis de crescimento. A maioria das madeiras brasileiras apresenta a porosidade difusa (Figura 27). Pode, ainda, ser classificada: 30 Difusa uniforme – os poros estão dispersos uniformemente ao longo dos anéis de crescimento. Ex.: marfim (Rauvolfia pentaphylla, Apocynaceae). Difusa não uniforme – os poros estão dispersos desigualmente ao longo dos anéis de crescimento. Ex.: Pittosporum ferrugineum, Pittosporaceae). Figura 27 - Porosidade difusa (Betula verrugosa) (CHIMELO, 2000). Em anéis porosos – quando há a concentração de poros de diâmetro maior no início do período vegetativo. Exemplos: pau-pombo, jacarandá-rosa (Figura 28). Podem ser: Em anel circular - os poros são de diâmetro maior no lenho inicial e diminuição brusca do diâmetro dos poros no lenho tardio. Ex: carvalho (Quercus petraea, Fagaceae), pau-viola (Citharexylum myrianthum, Verbenaceae) Em anel semicircular – os poros são de diâmetro maior no lenho inicial e diminuição gradativa do diâmetro dos poros no lenho tardio. Ex.: cedro (Cedrela fissilis, Meliaceae). Semi-difusa ou anéis semi-porosos – quando os poros se distribuem do modo intermediário entre a porosidade em anéis e difusa. Os poros do lenho inicial são maiores do que os do lenho tardio, não concentrados, porém com diminuição gradativa dos diâmetros nesseslenhos. Exemplo: cedro. Figura 28 - Porosidade em anel (Quercus sp) (CHIMELO, 2000). Algumas espécies se destacam por apresentar um padrão todo especial no arranjo de seus poros, fugindo, muitas vezes, aos tipos comuns previstos na classificação mencionada anteriormente. É o caso das madeiras de ulmo (Ulmus campestris, Ulmaceae), guaiuvira (Patagonula americana, Boraginaceae), carvalho-brasileiro (Roupala brasiliensis e Roupala 31 grossedentata, Proteaceae) que apresentam poros em arranjo tangencial. Alguns eucaliptos (Eucalyptus sp, Myrtaceae) podem apresentar poros em arranjo diagonal ou oblíquo. O tipo de porosidade da madeira é uma característica anatômica susceptível a variações, provocadas pelas adaptações da planta às condições ecológicas. Árvores que possuem densa folhagem e crescem em regiões de estações anuais bem definidas apresentam comumente porosidade em anel, por causa da necessidade de grandes poros no início do período vegetativo para suprir as exigências fisiológicas de uma grande copa. Também é freqüente ocorrer anéis de crescimento com porosidade em anel semicircular e outros, com porosidade difusa, num tronco proveniente de árvore, que cresceu em condições climáticas instáveis, como é o caso de algumas espécies de jacarandá (Dalbergia sp., Leguminosae). Por tudo isso, a porosidade da madeira constitui caráter de baixo valor diagnóstico, se for considerada isoladamente. Quanto ao arranjo ou distribuição dos poros, as madeiras podem apresentar os seguintes arranjos: Tangencial – quando os poros estão dispostos perpendicularmente aos raios lenhosos. Exemplo: guaiuvira. Diagonal - quando os poros estão dispostos obliquamente aos raios lenhosos. Exemplo: jacareúba, lacre, faveira-amarela, ipê-do-campo. Dendrítico ou em chamas - quando os poros estão dispostos à semelhança de chamas ou cachos. Exemplo: manteigueira. Quanto ao diâmetro e freqüência - o diâmetro e a freqüência dos poros variam muito de espécie para espécie e, numa mesma espécie, variam da medula (parte central) para a casca, bem como num anel de crescimento. A freqüência ou abundância de poros se refere ao número de poros por unidade de área (mm). Madeiras de poros grandes, geralmente apresentam uma freqüência menor de poros do que as de poros pequenos. Inúmeros estudos comprovam o aumento no diâmetro tangencial dos vasos, em função da variação da idade e da posição radial, no sentido medula-casca. Os mesmos estudos comprovam a diminuição na freqüência dos vasos, em função da variação da idade e da posição radial, no sentido medula-casca A classificação dos poros de acordo com freqüência é a seguinte: Muito poucos ............................. 40 poros por mm 2 Conteúdo: Os “poros” podem ou não conter obstruções como depósitos de óleo- resina, calcários, tilas (tilos ou tiloses) etc. As tiloses são membranas semelhantes a bolas que entram nos vasos a partir das células do parênquima adjacente através dos pares de pontuação. Este fenômeno é atribuído a diferenças de pressão entre vasos e células de parênquima contíguas. Enquanto estes conduzem os fluidos ativamente, as pressões dentro das células de ambos são mais ou menos idênticas. Porém, com a diminuição da intensidade do fluxo de líquidos nos vasos (por ocasião da cernificação do alburno) torna-se bem maior e, em conseqüência, a fina parede primária das pontuações do parênquima se distende penetrando na cavidade dos vasos. Ferimentos externos podem estimular a formação de tiloses visando bloquear a penetração de ar na coluna de líquidos em circulação. Às vezes, o surgimento de tiloses é decorrente da degradação enzimática das membranas de pontuação por organismos xilófagos. As tiloses são encontradas no cerne de certas espécies de madeira e chegam a obstruir total ou parcialmente o lúmen dos vasos. Assim as tiloses, gomas ou outros depósitos podem impedir ou diminuir grandemente a permeabilidade do cerne de muitas madeiras de angiospermas. 32 10.3.2. Parênquima transversal (radial ou raios) Como nas Gimnospermas, os raios das Angiospermas são de natureza parenquimática, desempenham as funções de armazenamento, translocação e condução da seiva elaborada para a parte funcional da planta (alburno), no sentido radial do tronco e irradiam na direção do câmbio (periferia) para a medula (centro). Apresentam-se em faixas ou filas radiais, paralelas, e ocupam de 10 a 40% do plano lenhoso. Apresentam uma riqueza morfológica muito maior que nas Gimnospermas, variando em tipo, número e tamanho de célula, constituindo-se num dos mais eficazes elementos de identificação e distinção entre as espécies. Classe de raios - num corte tangencial do lenho, os raios lenhosos aparecem como canais ou tubos seccionados em pequenos círculos, segundo o tipo de célula constituinte e podem ser classificados da seguinte maneira (Figura 29): Unisseriados, quando constituídos por apenas uma fileira de células, do tipo linear; Bisseriados, quando constituídos por duas fileiras de células; Trisseriados, quando constituídos por três fileiras de células; Multisseriados, quando formados por quatro ou mais fileiras de células na seção tangencial. É conveniente lembrar que nas Gimnospermas, os raios são predominantemente unisseriados. Quanto ao formato, os raios podem ser classificados em (Figura 29): Homogêneos – são aqueles formados por células parenquimáticas de um único formato, ou seja, cujo tecido é constituído apenas por células procumbentes (deitadas ou com maior dimensão no sentido horizontal), quando vistos na seção radial. Ex.: carvalho (Quercus sp., Fagaceae) e eucalipto (Eucalyptus sp., Myrtaceae). Algumas espécies de leguminosas apresentam as células marginais mais altas que as células do centro. Heterogêneos – são aqueles que incluem células com mais de um tamanho e formato: quadradas, procumbentes e eretas, nas mais diversas combinações, vistas na seção radial. Ex.: pau-marfim (Balfourodendron riedelianum, Rutaceae) e umbuzeiro (Spondias mombim, Anacardiaceae). Formato de células dos raios - no plano transversal, os raios aparecem como linhas claras, cruzando os anéis de crescimento. Os raios podem estar constituídos por três tipos ou formatos de células: a) por células quadradas; b) radiais horizontais, prostradas ou procumbentes, cujo eixo maior é o radial; c) por células radiais altas, verticais ou eretas, cujo eixo maior é o vertical, ou por ambas, horizontais e verticais (Figura 30). Quanto à freqüência, os raios podem ser classificados em: Muito poucos .......................... até 2 por mm 2 Poucos .............................. de 2 a 4 por mm 2 Pouco numerosos .......................... de 5 a 7 por mm 2 Numerosos ................................. de 8 a 10 por mm 2 Muito numerosos ........................... acima de 10 por mm 2 Quando ocorrer menos de um raio por milímetro quadrado, a freqüência deve ser relacionada em centímetro quadrado. 33 Figura 29 – Tipos de raios (BURGUER & RICHTER, 1991) Figura 30 – Formato de células parenquimáticas dos raios (BURGUER & RICHTER, 1991) Quanto à altura, os raios são avaliados no plano longitudinal-tangencial e podem ser classificados em: Extremamente baixos ...................... até 0,5 por mm Muito baixos .................................. de 0,5 a 1 por mm Baixos ............................................ de 1 a 2 por mm Medianos ....................................... de 2 a 5 por mm Altos ............................................... de 5 a 10 por mm Bastante altos .................................. de 10 a20 por mm Muito altos ................................... de 20 a 50 por mm Extremamente altos ..................... acima de 50 por mm Numa adaptação da classificação de Kribs, os raios podem ser classificados: 34 35 36 Os raios das espécies de madeiras da família das Proteáceas (louro-faia, carvalho- brasileiro, carne-de-vaca) e de outras famílias, como Anonáceas e Dileniáceas, apresentam raios altos e largos. Existem madeiras que possuem dois tipos de raios: largos ou médios e finos, intercalados, como a quaruba e outras espécies da família das Vochysiáceas, Recomenda-se medir a altura apenas dos raios que não sejam fusionados. Ocorrendo raios fusionados, deve-se medir a altura em milímetros quadrados, apresentando os resultados em separado dos outros tipos de raios. 10.3.2.1. Estrutura estratificada: Em espécies mais evoluídas, os elementos axiais podem estar organizados formando faixas horizontais regulares ou estratos. Este fenômeno é mais evidenciado no corte longitudinal tangencial e pode limitar-se a alguns elementos estruturais do lenho (estratificação parcial), por exemplo só aos raios, ou se estender a todos (estratificação total). O efeito visual da estratificação (listrado de estratificação) pode ser normalmente evidenciado macroscopicamente e é uma característica importante para a identificação de madeiras. Exemplos Jacarandá-da-bahia (Dalbergia nigra) e Mogno (Swietenia macrophylla). 10.3.2.2. Parênquima axial ou longitudinal: O parênquima longitudinal do caule é constituído de células orientadas no sentido do eixo maior. Desempenha a função de enchimento e armazenamento de substâncias nutritivas para o vegetal. Normalmente, é muito mais abundante nas Angiospermas do que nas Gimnospermas e, excepcionalmente, ausente em alguns gêneros da família Flacourtiaceae. Suas células geralmente se destacam das demais porque são de cor mais clara do que a parte fibrosa do lenho, quando visto no plano de topo, sob lente. As paredes são finas, não lignificadas, as pontuações são simples e apresentam a forma retangular e/ou fusiforme nos planos longitudinais. O parênquima axial desempenha a função de armazenamento e de translocação de água e solutos a curta distância, sendo mais freqüente e abundante nas angiospermas e raro ou mesmo ausente nas gimnospermas. Destaca-se na estrutura da madeira, por apresentar células alongadas no sentido vertical e paredes mais delgadas, em comparação com as paredes dos elementos de vasos e das fibras. Distribuição do parênquima axial - o parênquima ocupa de 5 a 30% do tecido lenhoso. Está constituído de células isoladas, fusiformes ou agrupadas em séries axiais. Tanto as células isoladas como as células agrupadas correspondem às iniciais do câmbio. No estudo do parênquima axial lenhoso, consideram-se três grupos em relação espacial com os poros: Indistinto – quando o parênquima axial não é observado nem com o auxílio de uma lupa de 10 aumentos. Exemplos: morototó, pau-amarelo, ucuúba-de-várzea, bicuíba (virola), peroba-rosa, guatambu. paratraqueal (do grego “para = próximo”) – é o tipo de parênquima que apresenta células parenquimáticas individuais ou agregadas, associadas aos vasos. Dependendo das diferentes formas com que estes tipos surgem no lenho, existem diferentes denominações. Assim, o parênquima paratraqueal pode ser classificado como: Escasso ou difuso – quando se apresenta como células solitárias ou células pequenas agregadas em contato com elementos vasculares, porém não os rodeia. Exemplo: tachi- pitomba, preciosa. Vasicêntrico - quando se apresenta em bordadura ao redor do elemento vascular, de largura variável, de formato circular ou oval na seção transversal. As células do parênquima axial envolvem completamente os poros, formando uma auréola circular. 37 Exemplo: sucupira, faveira. O parênquima paratraqueal vasicêntrico pode ser classificado ainda em: Vasicêntrico confluente – quando se apresenta unido, formando fileiras tangenciais ou diagonais. Vasicêntrico conglomerado - quando está associado com agrupamentos de poros, em desenhos especiais. Aliforme – quando se apresenta ao redor dos vasos, estendendo-se lateralmente em forma de asas. Exemplo: faveira-amarela, angelim-araroba. Confluente – quando rodeiam os vasos e se conectam em faixas de largura variável. Ocorrem junções dos parênquimas vasicêntrico e aliforme, formando trechos curtos ou longos. Exemplo: canafístula, faveira-amargosa, bracuí. Unilateral – quando está constituído por células individuais ou agregadas em contato com uma parte do vaso, ou quando o parênquima se dispõe em apenas um dos lados dos poros. Exemplo: pau-roxo, araracanga. Em faixas – quando as células do parênquima axial podem ou não estar associadas com os poros. O parênquima axial tipo faixas pode subdividir-se em: Faixas largas – visíveis até a olho nu, as faixas são largas e contínuas. Exemplo: angelim- pedra, canjerana, bacuri. Faixas estreitas ou linhas finas – pouco visíveis a olho nu, mas distintas sob lente, são aproximadas e contínuas. Exemplo: pranari, castanha-do-Pará, goiabão. Reticulado – quando as células do parênquima axial se dispõem de tal maneira que formam uma trama fina e regular com o parênquima radial (raios). As linhas do parênquima axial e do radial são, aproximadamente, da mesma largura e distância, formando quase um quadrado. Este tipo de parênquima é difícil de ser detectado, podendo ser confundido, às vezes, com o tipo de faixas estreitas ou linhas finas. Exemplo: sapucaia, matá-matá. Escalariforme – quando as células do parênquima axial, em linhas finas, são mais estreitas que as células do parênquima radial (raios), lembrando os degraus de uma escada. Exemplo: pindaíba, pente-de-macaco. Quando as células do parênquima axial se dispõem em linhas curvas, como se fossem cordas pouco distendidas entre os raios, ao invés de linhas retas, forma-se o tipo escalariforme em arcos. Exemplo: carne-de-vaca, grevília, carvalho-brasileiro e em madeiras de outros gêneros da família Proteaceae. marginal – quando ocorre a formação de faixas ou linhas nos limites das camadas de crescimento. Estas faixas ou linhas podem se dispor afastadas ou aproximadas uma das outras. Exemplo: mogno, ucuubarana. Na madeira de jatobá, o parênquima marginal é mais evidente, porém está associado a outros tipos, como o aliforme ou vasicêntrico. Em determinadas madeiras, pode existir mais de um tipo de parênquima axial; nesse caso, devem-se citar o tipo predominante e fazer referência aos demais tipos existentes. Existem inúmeras denominações para designar as diferentes formas do parênquima axial paratraqueal, conforme a Figura 31. Seguindo a mesma classificação anterior, o parênquima axial apotraqueal na seção transversal pode apresentar-se na mesma disposição: Difuso – quando as células parenquimáticas estão sozinhas ou em pequenas agregações, distribuídas irregularmente entre os elementos fibrosos do lenho. Esse tipo de parênquima não é fácil de ser observado, necessitando de um bom polimento ou umedecimento da superfície, além de boa iluminação. Exemplo: cupiúba, açacu. Difuso em agregados, linhas ou bandos tangenciais – quando se apresenta em bandas parenquimáticas dispostas em arcos curtos ou compridos, ou pequenas linhas curtas e interrompidas. Exemplos: coerana, guatambu-de-leite, pau-pereira-amarelo. Reticulado – quando se apresenta em linhas tangenciais numerosas e estreitamente espaçadas, formando uma malha irregular com os raios. 38 Concêntrico – quando apresenta células dispostas em linhas ou bandas de suficiente comprimento para dar uma idéia de continuidade e aproximadamente paralelas aos anéis de crescimento. Marginal – quando aparece em bandas, formando a camada exterior, terminal ou a primeira camada do anel de crescimento(terminal ou inicial) (Figura 32) Figura 31 - Tipos de parênquima axial paratraqueal na seção transversal (BURGUER & RICHTER, 1991) apotraqueal (do grego “apo = longe”) – é o tipo de parênquima que apresenta células parenquimáticas constituídas por células agregadas de parênquima lenhoso, cuja posição não está determinada pelos vasos ou por células solitárias de parênquima lenhoso, que não estão em contato com os vasos. Figura 32 - Tipos de parênquima axial apotraqueal na seção transversal (BURGUER & RICHTER, 1991). 39 A extrema abundância de parênquima (longitudinal e transversal) confere às madeiras extraordinária leveza, baixa resistência mecânica e pouca durabilidade natural. O parênquima paratraqueal apresenta diferenças fisiológicas em relação ao parênquima apotraqueal. Na primavera, quando se processa a mobilização dos carboidratos armazenados, o amido dissolve-se inicialmente nas células de parênquima paratraqueal e só depois nas do parênquima apotraqueal. As células do parênquima paratraqueal também mostram alta atividade da enzima fosfatase. Elas carreiam açúcar para os vasos, quando se torna necessário um rápido transporte para as gemas, e parecem participar do fornecimento de água aos vasos que acumulam gases durante o período de dormência. 10.3.3. Fibras: As fibras são células peculiares às Angiospermas; o termo “fibra” é genérico e designa toda célula alongada e com extremidade estreita, com pontas, que não seja vascular ou parenquimática, presente no xilema e no floema. As fibras constituem a maior porcentagem do lenho (20-80%), sendo mais abundante nas madeiras mais duras, desempenhando a função específica de sustentação do vegetal na posição vertical, sendo as principais responsáveis pela maior ou menor resistência do lenho. As fibras das madeiras das folhosas são curtas, geralmente de 0,5 a 2,5 mm de comprimento, estreitas, com extremidades afiladas, fechadas e de centro oco. Variam muito em comprimento, largura e espessura da parede, não só entre as espécies da madeira, como também numa mesma árvore, tanto no sentido radial (medula-casca), como no sentido longitudinal (ao longo do caule). Sua porção no volume total e na espessura de suas paredes influi diretamente na massa específica e no grau de alteração volumétrica e, indiretamente, nas propriedades mecânicas da madeira. Portanto, madeira será mais ou menos densa em função da espessura da parede da fibra. As fibras lembram ligeiramente os traqueídeos iniciais do lenho tardio (células esbeltas e de extremidade afilada), mas delas se diferenciam por serem mais curtas (0,5 a 2,5 mm), pontiagudas e com poucas e pequenas pontuações. O estudo microscópico das fibras apresenta grande valor para fins de identificação e para determinar propriedades tecnológicas da madeira. Ao estudar o tecido fibroso, devem ser considerados os seguintes pontos a serem mensurados: comprimento, largura, espessura da parede e o diâmetro do lume. Comprimento – em milímetros (mm). As fibras podem ser classificadas: Muito curtas ......................... até 2 mm Curtas .......................... de 2 a 3 mm Médias .......................... de 3 a 4 mm Longas .......................... de 4 a 5 mm Muito longas ........................... de 5 a 6 mm Extremamente longas ................ acima de 6 mm A madeira de Eucalyptus, atualmente, é a matéria-prima mais importante na indústria brasileira de celulose e papel. A característica fundamental dessa madeira é o baixo comprimento de fibra, que varia entre 0,7 a 1,3 mm, o que caracteriza uma quantidade muito grande de fibras para uma determinada quantidade de madeira. Essa característica confere alta capacidade de ligação entre as diminutas fibras e assegura-se, assim, a obtenção de papéis de boa resistência. Largura – em micras (µm). A largura das fibras deve ser determinada na seção transversal, na parte mediana e na direção em que ocorrerem as maiores larguras para cada fibra, mencionando-se a presença de grupos ou faixas de fibras. Pela largura, as fibras podem ser classificadas em: 40 Estreitas ................................ menos de 25 Médias ................................ de 25 a 40 Largas ................................. acima de 40 Diâmetro do lume – em micras (µm). O diâmetro do lume das fibras deve ser determinado na seção transversal, na parte mediana e na direção em que ocorrerem as maiores larguras para cada fibra, mencionando-se a presença de grupos ou faixas de fibras. Pelo diâmetro do lume, as fibras podem ser classificadas em: Estreitas ................................ menos de 15 Médias ................................ de 15 a 30 Largas ................................. acima de 30 Espessura da parede – em micras (µm). A espessura da parede é obtida através de cálculo matemático, correspondendo à metade da diferença entre a largura e o diâmetro do lume. A parede da fibra pode ser classificada: Muito delgadas ............. quando o lume ocupa 3/4 ou mais do diâmetro total Delgadas ...................... quando o lume ocupa de 3/4 a 1/2 do diâmetro total Espessas ..................... quando o lume ocupa de 1/2 a 1/3 do diâmetro total Muito espessas ............ quando o lume ocupa menos de 1/3 do diâmetro total A indústria de celulose e papel utiliza as relações entre as dimensões das fibras para definir parâmetros de qualidade do material produzido. 1. Quando se têm os valores do comprimento e da largura de cada fibra, pode-se calcular o “índice de enfeltramento”, que é a relação entre o comprimento e a largura da fibra. Ele é definido pela fórmula IE = comprimento/ largura. 2. Quando se têm os valores do diâmetro do lume e da largura de cada fibra, pode-se calcular o “coeficiente de flexibilidade”, que é a relação entre o diâmetro do lume e a largura da fibra, definido em porcentagem. Ele é definido pela fórmula: CF = ( diâmetro do lume/ largura) x 100 3. Quando se têm os valores da espessura da parede e da largura de cada fibra, pode-se calcular a “fração parede”, que é a relação porcentual entre a espessura da parede e a metade da largura da fibra. Ela é definida pela fórmula: IR = 2 (espessura da parede/ largura) x 100 4. Quando se têm os valores da espessura da parede e do diâmetro do lume, pode-se calcular o “Índice de Runkel”, que é a relação entre o dobro da espessura da parede pelo diâmetro do lume. Ele é definido pela fórmula: IR = 2 (espessura da parede/ diâmetro do lume) A título de exemplo, citam-se as dimensões da fibra de Eucalyptus sp e a sua variação no sentido medula-casca no Quadro 4. Apenas, como base comparativa, O Quadro 5 apresenta as características dimensionais médias das fibras das principais madeiras utilizadas para a produção de celulose no Brasil. 41 Quadro 4 – Dimensões nas fibras de Eucalyptus sp e suas variações no sentido medula/casca (TOMAZELLO FILHO, 1985). Quadro 5 - Características dimensionais médias das fibras das principais madeiras utilizadas para a produção de celulose no Brasil (SILVA, 2001). Os principais tipos de fibras encontrados nas madeiras de Angiospermas são: Fibra libriforme – é uma célula alongada, com extremidades afiladas, com paredes de espessura variável e, principalmente, com pontuações simples. É o tipo mais abundante e representativo das Angiospermas. Fibrotraqueídeo – é um traqueídeo semelhante à fibra libriforme, com extremidades aguçadas, paredes espessas e, principalmente, com pontuações areoladas e abertura em fenda. Fibra gelatinosa – é uma fibra com a porção interna da parede lignificada e de aparência gelatinosa. É bastante presente nas madeiras de tensão. Fibra septada – é uma fibra cujo lume está subdividido por delgadas paredes transversais. A Figura 33 ilustra os principaiselementos constituintes de uma angiosperma. 42 Figura 33 – Elementos constituintes de uma angiosperma. 10.3.4. Caminhos dos fluidos nas Angiospermas O fluxo de líquidos nas Angiospermas é muito mais complexo e variável do que nas Gimnospermas. A presença de tilas nos vasos reduz significativamente a permeabilidade nas madeiras de Angiospermas. A proporção do fluxo de líquidos através do alburno é muito maior do que através do cerne e a proporção do fluxo através de madeiras com anéis porosos é maior do que nas madeiras com poros difusos. A passagem dos fluidos entre vasos, traqueídeos e fibrotraqueídeos é realizada através das pontuações areoladas e a passagem entre as células parenquimáticas e fibras libriformes é realizada através de pontuações simples. A passagem de líquidos entre os vasos, traqueídeos e fibrotraqueídeos e as demais células é feita através de pontuações semi-areoladas. Não existe tórus nas pontuações das Angiospermas e as membranas são contínuas através da câmara de pontuação inteira e não causam aspiração, devido à ausência do tórus. As fibras podem constituir cerca de 50% do volume de algumas espécies de madeiras de Angiospermas, principalmente das fibras libriformes e dos fibrotraqueídeos. Os fluidos são capazes de atingir as fibras, a partir dos vasos e células do parênquima, através dos pares de pontuações em suas paredes adjacentes. Os traqueídeos das Angiospermas são geralmente de paredes finas e são facilmente penetráveis, através de suas pontuações areoladas, mas são de pouca importância como caminho dos fluidos. Os vasos se comportam como um tubo capilar aberto e comprido e comumente constituem o caminho longitudinal do fluxo de menor resistência, onde representam de 5 a 60% do volume da madeira. Como os vasos são elementos com extremidades abertas, a penetração de fluidos ao longo da grã de algumas madeiras de Angiospermas é muito mais rápida e mais extensa do que para dentro, (através dos raios e das fibras que circundam os raios). A resistência ao fluxo em qualquer tipo de placa de perfuração dos vasos é pequena porque as aberturas são grandes e as placas relativamente finas. A - C = Elementos de vasos largos, D - F = Elementos de vasos estreitos, G = Traqueídeo ou traqueóides, H = Fibrotraqueídeo, I = Fibra libriforme, J = Células de parênquima do raio, K = Feixe parenquimático axial. 43 11. Caracteres anatômicos especiais Além dos elementos estruturais do lenho, podem ocorrer certos elementos essenciais em algumas madeiras que são úteis no processo de identificação e são importantes do ponto de vista tecnológico. Tilas ou tiloses - Em determinadas Angiospermas, associada à formação do cerne, observa-se a ocorrência de tilose, como um conjunto de proliferações semelhantes a bolas que penetram nos vasos a partir das células do parênquima adjacente, através dos pares de pontuações. Os tilos ou tilas obstruem o lume dos vasos (Figura 34). O processo de formação da tilose é atribuído às diferenças de pressão entre os vasos e as células de parênquimas contíguas. Os vasos conduzem os fluidos ativamente e as pressões dentro das células são mais ou menos idênticas, tanto dos vasos como das células de parênquima. Se houver diminuição da intensidade do fluxo de líquidos dos vasos, a pressão no interior das células parenquimáticas se torna bem maior e, em conseqüência, a fina parede primária das pontuações do parênquima se distende, penetrando na cavidade dos vasos. Ferimentos externos podem estimular a formação de tilos, visando bloquear a penetração de ar na coluna de líquidos em circulação; às vezes, o surgimento de tilos é decorrente da degradação enzimática das membranas das pontuações por fungos xilófagos. Figura 34 – Tiloses invadindo os vasos (BURGUER & RICHTER, 1991) Em alguns gêneros, como: Platanus, Prunus, Quercus, Robinia, Populus, Carya, Castanea, Lecythis, Astronium etc. (aroeira, guarita, muiracatiara, itaúba, sapucaia, castanheira-do-Pará, matá-matá, eucalipto), e em espécies como tatajuba (Bagassa guianensis, Moraceae), assacu (Hura crepitans, Euphorbiaceae) os tilos são muito importantes na identificação de madeiras porque eles aparecem macroscopicamente como membranas transparentes brilhantes, dentro dos vasos. Situação diferente é o caso das Meliáceas em que os tilos são praticamente ausentes. O aparecimento dos tilos depende de dimensões das pontuações das paredes dos vasos, podendo estes se desenvolver somente em madeiras em que as pontuações das paredes dos vasos forem maiores que 7 mm²; excepcionalmente, os tilos podem ser observados em fibras com pontuações grandes, como em alguns gêneros de Lauráceas e Magnoliáceas. Os tilos são também encontrados em algumas Gimnospermas, ocorrendo nos traqueídeos longitudinais das espécies que apresentam pontuações do campo de cruzamento, do tipo fenestriforme, como conseqüência de injúrias mecânicas, infecções ou estímulo químico. Quanto à utilização da madeira, os tilos dificultam a secagem e a sua impregnação com substâncias preservativas, porque obstruem as vias normais de circulação dos líquidos. Os tilos, por outro lado, apresentam-se como barreiras físicas que se antepõem à penetração de fungos xilófagos, aumentando a durabilidade natural da madeira. Os tilos são também grandes responsáveis pela excelente qualidade da madeira de carvalho (Quercus rubra, Fagaceae) para a fabricação de barris para o armazenamento de bebidas alcoólicas. 44 Canais celulares e intercelulares - à semelhança dos canais resiníferos nas Gimnospermas, algumas Angiospermas podem apresentar canais que contêm substâncias diversas, como resinas, gomas, bálsamos, taninos, látex etc., muito peculiares em algumas famílias, como as Anacardiáceas (canais radiais), Moráceas (tubos laticíferos), Rutáceas (canais traumáticos), Miristicáceas (tubos taniníferos) etc. Os canais podem ocupar posições verticais (canais axiais) e horizontais (canais radiais ou transversais), estes últimos sempre ocorrendo dentro de um raio, como no caso das Gimnospermas. Quanto à natureza, os canais podem ser classificados: . Canais intercelulares – são espaços de estrutura tubular e comprimento indeterminado, sem paredes próprias e revestidos por células parenquimáticas especiais (células epiteliais). Ex.: copaíba (Copaifera langsdorfii, Leguminosae) e marupá, com canais axiais em fileiras tangenciais; pau-óleo (Prioria copaifera, Leguminosae), com canais em distribuição difusa; e umbuzeiro (Spondias mombim, Anacardiaceae), muiracatiara, gonçalo-alves, guarita, tapiá, com canais radiais, visíveis no plano tangencial. É comum em certas espécies a ocorrência de canais intercelulares de origem traumática, que se distinguem dos normais, por sua ocorrência esporádica. Os canais intercelulares verticais, do tipo traumático, também chamado de máculas medulares, são formados em conseqüência de uma lesão na árvore viva, oriunda de ataques de insetos, ferimentos provocados por ferramentas, geadas etc; caracteristicamente, distribuem-se em linhas tangenciais, apresentando formato e tamanho variáveis e um aspecto diferente do arranjo regular dos raios. Ex.: cambará, sobrasil, anani, castanheira, jequitibá,matá-matá, sapucaia, cedro, cuiarana-tanibuca, pau-marfim (Balfourodendron riedelianum, Rutaceae). . Canais celulares – são um conjunto tubiforme de células parenquimatosas, possuindo paredes próprias. Ex.: gameleira (Ficus gomeleira, Moraceae), com canais celulares radiais; não se têm registros da existência de canais celulares axiais. Células oleíferas e mucilaginosas - são células parenquimáticas especializadas, que contêm óleo, mucilagem ou resinas, facilmente distinguíveis por suas grandes dimensões. Elas são características de madeiras de certas famílias, por exemplo, as Lauráceas, e se acham dispersas no lenho, associadas aos parênquimasradial e axial. A presença de tais substâncias especiais na madeira aumenta consideravelmente o seu peso e permite o aproveitamento industrial dos óleos essenciais para fins medicinais e de perfumaria. Ex.: sassafrás (Ocotea pretiosa, Lauraceae); pau- rosa (Aniba duckei e Aniba roseadora, Lauraceae), preciosa. Por outro lado, as substâncias especiais contidas nas células podem inviabilizar ou dificultar o aproveitamento da madeira para certos usos, como a fabricação de polpa e papel, aplicação de tintas e revestimentos, bem como a colagem da madeira. Cristais e sílica - as substâncias minerais são retiradas do solo pela árvore, em forma diluída; com o avançar da idade, especialmente no processo de formação do cerne, essas substâncias minerais podem transformar-se em ligações insolúveis, como os oxalatos de cálcio e os silicatos. Apesar de não serem propriamente caracteres anatômicos, sua presença é muito importante para a anatomia, identificação e utilização da madeira. Os cristais são depósitos de sais de cálcio, geralmente oxalato de cálcio, que se encontram nos capilares submicroscópicos da parede celular ou são depositados nos lumes das células, principalmente nas células parenquimáticas. As inclusões minerais são consideradas como defeito quando estão petrificadas. Muito comum nas Angiospermas e raramente presentes nas Gimnospermas, os cristais podem ajudar na identificação das espécies. Os cristais podem se apresentar sob diversas formas: Ráfides – cristais com forma de agulha, formando feixes compactos. Ex.: Faramea sp. , Rubiácea. Drusas – cristais em agrupamentos globulares. Ex.: Prunus sp., Rosaceae; Terminalia sp., Combretácea. 45 Estilóides – cristais alongados. Ex.: Ligustrum sp., Oleaceae. Rombóides – monocristais. Ex.: Dalbergia sp., Fabaceae. Areia de cristal – Rubiáceas, Sapotáceas. Cistólitos – concreções de carbonato de cálcio. Ex.: Hernandiáceas. A sílica é um material cuja dureza assemelha-se ao diamante. A sílica pode ocorrer no interior das células em forma de partículas ou grãos, normalmente nos raios e no parênquima longitudinal e, em casos mais raros, nas fibras e noutros elementos verticais (Ocotea splendens, Lauraceae). Os cristais podem ocorrer também em blocos (dense of vitreous silica) nos lumes dos elementos verticais, sobretudo nas fibras e vasos e, muito raramente, nas células parenquimáticas. Ex.: Teca (Tectona grandis, Verbenaceae). Os cristais e depósitos de sílica podem inviabilizar o aproveitamento da madeira, devido ao efeito abrasivo dos minerais nos dentes das serras e partes cortantes dos equipamentos, quando se desdobram as toras e se faz o acabamento da madeira. Por outro lado, tais elementos conferem elevada durabilidade natural às madeiras, dando-lhes resistência ao ataque dos organismos xilófagos, notadamente os marinhos. Floema incluso - Em alguns gêneros e famílias, o câmbio forma esporadicamente células de floema para o interior do tronco. É uma estrutura atípica. O floema incluso pode se apresentar nas seguintes formas: Concêntrico (circumedular) – forma faixas concêntricas, em faixas, no lenho. Ex.: Machaerium sp., Fabaceae, (sete-capas). Foraminoso ou em ilhas – espalhado pelo lenho em feixes longitudinais. Ex.: Nictagináceas, Combretáceas, Loganiáceas (carne de vaca, cedrinho, jataíba). Espessamento em espiral - as fibras e vasos de algumas espécies de Angiospermas apresentam espessamentos espirais em suas paredes internas. Ex.: espinho-de-judeu (Xylosma pseudosalzmanni, Flacourtiaceae) e erva-mate (Ilex paraguariensis, Aquifoliaceae). Tais detalhes de espessamento espiral são de grande valor taxonômico. 12. ULTRA-ESTRUTURA DA FIBRA – PAREDE CELULAR Uma das mais significativas características da célula vegetal é a presença da parede que envolve externamente a membrana plasmática e o conteúdo celular. Células sem paredes são raras e ocorrem, por exemplo, durante a formação das células do endosperma de algumas monocotiledôneas e de embriões de gimnosperma. 12.1.Estrutura e composição da parede celular A estrutura fundamental da parede celular é formada por microfibrilas de celulose, imersas em uma matriz contendo polissacarídeos não celulósicos: hemiceluloses e pectinas (Figura 35). “Pectinas: termo empregado para vários polissacarídeos ramificados. Pectinas como ramnogalacturoananas, arabinanas e galactanas podem estar presentes na matriz da parede primária e também na lamela média”. A microfibrila de celulose é uma estrutura filamentosa que tem cerca de 10 a 25 nm de diâmetro e comprimento indeterminado; é composta de 30 a 100 moléculas de celulose, que se unem paralelamente por meio de ligações hidrogênio. Nas microfibrilas, em certas porções, as moléculas de celulose mostram um arranjo ordenado (estrutura micelar), que é responsável por sua propriedade cristalina (Figura 36). 46 Figura 35 – Composição da parede celular. A armação fundamental da parede celular é representada por microfibrilas de celulose, a qual é interpenetrada por uma matriz contendo polissacarídeos não-celulósicos: hemiceluloses e pectinas (GLÓRIA & GUERREIRO, 2003). Figura 36 – Estrutura da parede celular. As paredes primária e secundária são constituídas por macrofibrilas, que por sua vez são formadas por microfibrilas. As microfibrilas são compostas de moléculas de celulose, que em determinados pontos mostram um arranjo organizado (estrutura micelar), o que lhes confere propriedade cristalina (GLÓRIA & GUERREIRO, 2003). Várias centenas de microfibrilas podem ser alinhadas juntas, em unidades discretas, conhecidas como macrofibrilas, visíveis ao microscópio como estriações da parede celular. As microfibrilas são organizadas lateralmente como lamelas e certo número destas, por sua vez, compõe a parede celular. A parede celular de um traqueídeo (conífera) ou de um vaso ou fibra (folhosa) é formada por camadas individuais, dispostas segundo um arranjo concêntrico. As paredes das células vegetais são compostas por três camadas bem distintas (Figura 37): Lamela média – é formada durante a telófase da mitose (divisão celular) e atua como uma substância cimentante entre as células adjacentes, cujos componentes básicos são, em grande parte, os compostos pécticos. Freqüentemente, é feita uma analogia com a argamassa cimentante que liga os tijolos de uma estrutura. Parede primária – composta de microfibrilas que se acumulam sobre a lamela média, formando uma camada que acompanha o crescimento da célula. É a parede que possui a celulose como o principal componente, acompanhada de outras substâncias não celulósicas, como a hemiceluloses e compostos pécticos. É a membrana mais ou menos rígida que envolve o protoplasto da célula e a primeira parede celular que se desenvolve numa célula jovem. Parede secundária – é formada por dentro da parede primária quando a célula está próxima ou já alcançou o tamanho máximo. A parede secundária tem a celulose como componente essencial, acompanhada da hemiceluloses, mas não apresenta a presença de compostos pécticos. É formada por três camadas bem distintas: S1, S2 e S3, de fora para dentro, respectivamente. As camadas S1 e S3 são delgadas e de pouca importância, enquanto a camada S2 é espessa e forma a porção principal da célula. As células meristemáticas e a maioria das células parenquimáticas não são lignificadas e não apresentam a parede secundária, à exceção das células parenquimáticas que fazem parte do xilema e da medula de algumas plantas (Figura 37). Muitas outras substâncias, orgânicas e inorgânicas, são encontradas nas paredes celulares em quantidades variáveis, dependendo do tipo de parede. Entre as substâncias orgânicas destacam-se a lignina, proteínas e lipídios. Como substâncias protéicas importantes têm- se a extensina, que dá rigidez à parede, e a α-expansina, que atua na expansão irreversível da parede. Sãotambém comuns as enzimas peroxidases, fosfatases e outras. Substâncias lipídicas como suberina, cutina e ceras tornam a parece celular impermeável à água. Dentre as substâncias inorgânicas podem ser citados a sílica, e o carbonato de cálcio. A parede celular forma-se externamente à membrana plasmática. As primeiras camadas formadas constituem a parede primária (PM), onde a deposição das microfibrilas ocorre por 47 intussuscepção, ou seja, por rearranjo entrelaçado (Figura 37A). Entre as paredes primárias de duas células contíguas está presente a lamela média, ou mediana (LM) (Figura 37A). Em muitas células, a parede primária é a única que permanece. Em outras, internamente à parede primária ocorre a deposição de camadas adicionais, que constituem em a parede secundária. Nesta parede, as microfibrilas são depositadas por aposição, ou seja, por arranjo ordenado. A primeira, segunda e terceira camadas da parede secundária é designada S1, S2 e S3, respectivamente, sendo delimitadas pela mudança de orientação da deposição, que varia nas diferentes camadas (Figura 37B). Durante a deposição da parede secundária inicia-se a lignificação. No caso de células mortas, a parede secundária delimita o lume celular. As paredes diferem em espessura, composição e propriedades físicas nas diferentes células. A união entre duas células adjacentes é efetuada através da lamela média, que freqüentemente apresenta delgada e é rica em lignina. A parede primária é mais espessada que a lamela média e geralmente se mostra bem mais fina em comparação à parede secundária. A parede primária possui alto teor de água, cerca de 65%, e o restante, que corresponde à matéria seca, é composto de 90% de polissacarídeos (30% de celulose, 30% de hemicelulose e 30% de pectina) e 10% de proteínas (expansina, extensina e outras glicoproteínas). Impregnações e, ou, depósitos de cutina, suberina e ceras podem estar presentes na parede primária de algumas células. A parede secundária possui um teor de água reduzido, devido à deposição de lignina, que é um polímero hidrofóbico. A matéria seca é constituída de 65 a 85% de polissacarídeos (50-80% de celulose e 5 a 30% de hemicelulose) e 15 a 35% de lignina. A celulose é o maior componente da parede secundária, estando aparentemente ausentes as pectinas e glicoproteínas. Embora o processo de lignificação esteja associado à parede secundária, ele geralmente se inicia na lamela média e parede primária, de modo que estas também podem conter lignina quando da formação da parede secundária. 12.2. Formação da parede celular A formação da parede (Figura 38) inicia-se pelo aparecimento da placa celular na telófase da divisão da célula. Entretanto, antes da prófase, ocorre o aparecimento da banda da pré-prófase (Figura 38B), formada por microtúbulos na região equatorial da célula-mãe (Figura 38A). Esta banda desaparece nas etapas subseqüentes da divisão celular, ou seja, não está presente na metáfase, anáfase, telófase e citocinese (Figura 38A-D), mas tem papel importante na formação da placa celular (Figura 38C-D). Seqüencialmente, há deposição de novos polissacarídeos de parede, dando origem às paredes primárias nas duas células-filhas junto à placa celular. Ocorre ainda deposição na antiga parede primária da célula-mãe (Figura 38E). Deste modo, cada célula-filha fica com a sua parede primária completa. Neste processo estão envolvidos os microtúbulos corticais, que se dispõe abaixo da membrana plasmática, direcionando as novas microfibrilas de celulose formadas. O material derivado da placa celular torna-se lamela média da nova parede. A lamela média estabelece-se entre as duas paredes primárias recém-formadas das células-filhas (Figura 38E). Em microscopia eletrônica de transmissão, esta lamela mostra-se como uma região mais eletrodensa que as paredes primárias adjacentes e freqüentemente mais espessadas nas extremidades, indicando que sua diferenciação ocorre de fora pra dentro. Durante o crescimento das células-filhas (Figura 38F), a parede da célula-mãe é eliminada e as novas microfibrilas de celulose são orientadas pelos microtúbulos, dispostos perpendicularmente na direção do alongamento celular. No caso de essas células formarem parede primária secundária, esta permanecerá posteriormente e internamente à parede primária. No processo de divisão celular, a primeira membrana de separação a aparecer entre o par de novas células é a lamela média, cuja função é servir de elemento de ligação entre elas. A substância intercelular é altamente lignificada, apresentando substâncias pécticas, principalmente no estágio inicial de formação. Sobre essa membrana, acumulam-se microfibrilas de celulose no interior da célula, formando uma trama irregular que constitui a parede primária, dotada de grande elasticidade. Essa parede acompanha o crescimento da célula durante a sua diferenciação. 48 Figura 37 – Arranjo das microfibrilas na parede celular. A – Parede primária. B - Paredes primárias e secundárias. Na parede primária, as microfibrilas de celulose mostram um arranjo entrelaçado; na parede secundária, o arranjo é ordenado. As camadas da parede secundária são designadas respectivamente por S1, S2 e S3, levando-se em consideração a orientação da deposição das microfibrilas, que varia nas diferentes camadas (GLÓRIA & GUERREIRO, 2003). Figura 38 – Formação da parede celular durante a divisão da célula. Estão representadas apenas algumas etapas da divisão celular. A – Célula-mãe. B – Formação da banda da pré-prófase. C – Formação do fragmoplasto e da placa celular na telófase. D – Placa celular já formada na citocinese. E – células-filhas com parede primária recém formada e a lamela média. F – Célula-filha com a parede expandida (GLÓRIA & GUERREIRO, 2003). Nos traqueídeos adultos e nas fibras lenhosas, a parede celular primária, agora a porção mais externa da parede celular, corresponde somente a uma pequena parcela da constituição da parede. Uma parede secundária se deposita no lado interno da parede primária, formada de microfibrilas de celulose, obedecendo a certa orientação e destacando três camadas bem distintas: S1, S2 e S3, respectivamente de fora para dentro. Paralelamente à deposição da parede secundária, inicia-se o processo de lignificação que é mais intenso na lamela média e na parede primária. As células meristemáticas e a maioria das células parenquimáticas não são lignificadas e não apresentam a parede secundária. 49 A disposição das microfibrilas nas três camadas de parede secundária é característica. A rede de microfibrilas, que era irregular na parede primária, já toma uma posição mais uniforme, tendendo a horizontal ou com um ângulo aberto na camada S1, ocorrendo o mesmo tipo de orientação na camada S3 na camada S2, justamente a camada mais espessa e mais importante da fibra, as microfibrilas adquirem uma orientação helicoidal. O ângulo formado pelas microfibrilas com o eixo da fibra é o ângulo fibrilar e ele é muito importante na definição de certas características, pois se relaciona com o comprimento e a resistência individual da fibra. Os ângulos fibrilares médios das camadas são: S 1 = 50 a 70 o S 2 = 10 a 30 o A orientação das microfibrilas na camada S2 confere uma alta resistência à tração, enquanto a orientação das camadas S 1 e S 3 dão resistência à compressão e torção. 12.3. Função da Parede Celular A parede celular é uma estrutura permeável à água e a várias substâncias. Durante muito tempo foi considerada uma estrutura inerte, morta, cuja única função era conter o protoplasto, conferindo forma e rigidez à célula. Atualmente sabe-se que a parede celular desempenha também outras funções, como prevenir a ruptura da membrana plasmática pela entrada de água na célula, conter enzimas relacionadas a vários processos metabólicos e atuar na defesa contra bactérias e fungos.13. PROPRIEDADES ORGANOLÉPTICAS As propriedades organolépticas são aquelas que são percebidas pelos órgãos sensoriais, influenciando positiva ou negativamente na utilização das madeiras. 13.1. Cor Esta propriedade é de importância secundária para a anatomia e identificação de madeiras e deve ser considerada com muita cautela, pois é comum encontrar-se uma ampla gama de variação natural de tonalidade entre indivíduos de uma mesma espécie e, até mesmo, entre várias partes de um mesmo tronco. Poucas são as madeiras que apresentam uma coloração inconfundível como o pau-roxo (Peltogyne sp., Leguminosae), o pau-amarelo (Euxilophora paraensis, Rutaceae), o ébano (Diospyrus ebanum, Ebenaceae). A variação da cor natural da madeira se deve à impregnação de diversas substâncias orgânicas nas células e nas paredes celulares (resina, tanino, gomas e inúmeros corantes), depositadas, de forma mais acentuada, no cerne. Freqüentemente, as madeiras de cor mais escuras apresentam grande durabilidade, uma vez que tais produtos corantes são mais tóxicos para os fungos, insetos e agentes marinhos xilófagos. A cor da madeira é de grande importância sob o ponto de vista decorativo, definindo-lhe um uso nobre e especial. Substâncias corantes, quando presentes em elevadas concentrações, podem ser extraídas comercialmente e aplicadas na tintura de couros, tecidos etc. O nome do nosso país, Brasil, se deve à obtenção da tinta, de cor vermelha, extraída do cerne do pau-brasil (Caesalpinia echinata), muito utilizada para tingir tecidos. De um modo geral, o alburno da madeira apresenta uma coloração mais clara que o cerne, embora existam espécies que não apresentem diferenças de coloração. Em algumas madeiras, o alburno escurece quando é exposto à ação da luz solar, apresentando à mesma coloração do cerne, como a peroba-rosa, a cupiúba e a canafístula. A cor da madeira está sujeita a variações; a madeira recém-cortada é, geralmente, mais clara e, quando exposta ao ar, durante determinado tempo, apresenta uma tonalidade mais escura, em virtude da oxidação de componentes orgânicos presentes no lenho; o escurecimento S 3 = 60 a 90 o 50 também ocorre quando há elevação do teor de umidade, exposição ao sol, em contato com determinados metais e ataque de certos fungos e bactérias. A cor deve ser observada numa superfície do cerne, recentemente cortada ou polida, no plano tangencial. A cor é passível de modificações artificiais por meio de tinturas e descolorações (ação de água ou vapor). A importância de uma identificação fundamentada em caracteres anatômicos inalteráveis e peculiares de cada espécie é justificada, evitando-se alteração de interpretação de valores na comercialização de muitas espécies comuns, como se fossem valiosas. Devido à subjetividade na descrição macroscópica da coloração das madeiras, recomenda-se o uso da tabela de Munsell para tecidos vegetais (Munsell Collor – Munsell Collor for plant tissues (Baltimore, 1952)). Mais recentemente, têm sido utilizadas técnicas colorimétricas, com o auxílio de procedimentos computacionais, conferindo grande precisão na determinação das cores. Nas madeiras tropicais, a variação de cores é muito grande, apresentando madeiras de lenho branco, amarelo, castanho ou castanho-avermelhado, avermelhado, roxo e até negro; algumas espécies possuem cores características ou listras, que podem ajudar na identificação. A título de exemplo, temos caracteres bem específicos de cor: Madeiras com listras típicas: Gonçalo-alves - Astronium fraxinifolium - Anacardiaceae Pau-ferro - Caesalpinia leiostachya - Leguminosae Angelim-rajado - Pithecolobium racemosum -Leguminosae Louro-preto - Cordia gerascanthus - Boraginaceae Angico-rajado - Piptadenia sp. - Leguminosae Madeiras brancas ou esbranquiçadas: Pinho cuiabano - Schyzolobium sp - Leguminosae Para-pará - Jacaranda copaia -Bignoniaceae Marupá - Simarouba amara - Simaroubaceae Jequitibá-branco - Cariniana legalis - Lecythidaceae Tauari, dedaleiro - Couratari sp. - Lecythidaceae Madeiras amarelas ou amareladas: Amoreira - Chlorophora tinctoria - Moraceae Piquiá - Caryocar sp. - Caryocaraceae Tatajuba - Bagassa guianensis - Moraceae Branquilho - Buchenavia sp. - Combretaceae Vinhático do campo - Plathymenia foliolosa - Leguminosae Garapeira - Apuleia molaris - Leguminosae Sucupira-amarela - Ferreirea spectabilis - Leguminosae Cerejeira - Torresea acreana - Leguminosae Castelo - Gossyiospermum sp. - Flacourtiaceae Pau-amarelo - Euxylophora paraensis - Rutaceae Madeiras que apresentam coloração avermelhada ou arroxeada: Pau-rainha - Brosimum rubescens - Moraceae Pau-brasil - Caesalpinia echinata - Leguminosae Muirapiranga - Eperua schomburgkiana - Leguminosae . Muiracatiara - Astronium lecointei - Anacardiaceae Amapá-doce, conduru - Brosimum paraensis - Moraceae Aroeira, urundeúva - Astronium urundeuva - Anacardiaceae Peroba-rosa - Aspidosperma polyneuron - Apocynaceae Bálsamo - Myroxylon balsamum - Leguminosae 51 Marinheiro - Guarea sp. - Meliaceae Cedro - Cedrela fissilis - Meliaceae Mogno - Swietenia macrophylla - Meliaceae Cupiúba - Goupia glabra - Celastraceae Jequitibá-rosa - Cariniana estrellensis - Lecythidaceae Quaruba - Vochysia sp. - Vochysiaceae Jatobá - Hymenaea stilbocarpa - Leguminosae Cedrinho - Erisma uncinatum - Vochysiaceae Madeiras que apresentam coloração arroxeada: Roxinho, pau-roxo - Peltogyne subsselis - Leguminosae Violeta - Peltogyne catingae - Leguminosae Piquiá-marfim do roxo - Aspidosperma obscurinervium - Apocynaceae Madeiras que apresentam coloração preta ou enegrecida: Coração de negro - Swartzia panacoco - Leguminosae Sucupira-preta - Diplotropis sp - Leguminosae Pau-santo - Zollernia paraensis - Leguminosae Louro-preto - Cordia gerascanthus - Boraginaceae Madeiras que apresentam coloração castanha: Ipê - Tabebuia sp. - Bignoniaceae Angico-vermelho - Piptadenia rígida - Leguminosae Angelim-amargoso - Vatairea sp. - Leguminosae Canela - Ocotea sp. e Nectandra sp. - Lauraceae Itaúba - Mezilaurus itauba - Lauraceae Faveiro - Pterodon pubescens - Leguminosae Cumbaru - Dipteryx sp. - Leguminosae Copaíba - Copaifera langsdorfii - Leguminosae Mogno - Swietenia macrophylla - Meliaceae Pau-ferro - Caesalpinia leyostachia - Leguminosae Sucupira-parda - Bowdichia sp.- Leguminosae Madeiras que apresentam coloração marrom: Maçaranduba - Manilkara huberi - Sapotaceae Jacarandá-do-Pará - Dalbergia spruceana - Fabaceae 13.2. Cheiro O cheiro é uma característica difícil de ser expressa e definida. O odor típico que algumas espécies apresentam se deve à presença de certas substâncias voláteis ou extrativos, que se concentram principalmente no cerne. Devido à volatilidade de certos materiais, o cheiro tende a diminuir com o tempo de exposição, mas se torna bem pronunciado quando se raspa, corta-se ou se umidece a madeira, no plano longitudinal tangencial. O cheiro a ser considerado e avaliado se refere à madeira seca e não à madeira verde ou semi-seca, que muitas vezes apresenta cheiro natural pronunciado e, em alguns casos, um odor rançoso, resultante da fermentação. Algumas madeiras, quando estão muito secas ou muito envelhecidas, necessitam de um leve umedecimento para realçar o cheiro. Existem muitas madeiras cujos odores são típicos e que permitem uma fácil identificação. 52 O odor natural da madeira pode ser agradável, como o da canela-sassafrás (Ocotea pretiosa, Lauraceae) e do cedro (Cedrella fissilis, Meliaceae); mas pode ser extremamente desagradável, como o de algumas canelas do gênero Nectandra (Lauraceae). Dependendo de sua utilização, a madeira pode ser mais ou menos valorizada, em função do seu odor natural. Na confecção de embalagens para chás e produtos alimentícios, as madeiras devem ser inodoras; para charutos,no entanto, o sabor é melhorado quando os produtos são acondicionados em embalagens de madeira de cedro (Cedrella sp., Meliaceae); o cedro-rosa e o sândalo (Santalum album, Santolaceae) são muito utilizados na fabricação de artigos de perfumaria, pelo seu agradável aroma. O cinamomo-cânfora (Cinnamomum canphora, Lauraceae) é usado na confecção de baús para armazenamento de lãs e peles, uma vez que seu cheiro forte e característico é capaz de repelir insetos. Para palitos de dente e sorvete, bem como espetos para churrasco, a madeira não deve apresentar qualquer cheiro. Madeiras para móveis residenciais não podem ter cheiro desagradável e, quando se tratar de móveis infantis, as madeiras não devem apresentar nenhum odor. Além das espécies citadas, eis alguns exemplos de madeiras com cheiro bem característico: Cabreúva vermelha ou bálsamo - Miroxylon balsamum - Leguminosae Cerejeira ou amburana - Torresea acreana - Leguminosae Cedro - Cedrela fissilis - Meliaceae Piquiá - Caryocar sp.- Caryocaraceae Itaúba - Mezilaurus itauba - Lauraceae Pau-rosa - Aniba roseodora - Lauraceae Casca preciosa - Aniba canellila - Lauraceae Louro aritu - Licaria aritu - Lauraceae Cupiúba - Goupia glabra - Celastraceae Macucu de paca - Aldina heterophylla - Leguminosae Angelim-pedra Dinizia excelsa Mimosaceae 13.3. Gosto O gosto e o cheiro são propriedades intimamente relacionadas por se originarem das mesmas substâncias. É, também, uma característica difícil de ser definida e, muito excepcionalmente, o sabor contribui para a identificação e distinção de espécies. De um modo geral, as espécies ricas em tanino apresentam um sabor amargo. O gosto é mais sentido em madeiras verdes ou recentemente cortadas, sendo mais intenso no alburno que no cerne. Em função do gosto desagradável, algumas madeiras devem ser descartadas para certos usos industriais, como embalagens para alimentos, palitos de dente, de picolé e pirulitos, brinquedos para bebês etc. Algumas madeiras são descartadas para uso de defumação de carnes e queijos, por repassarem gosto e cheiro indesejáveis aos alimentos. Essas mesmas madeiras podem ter um uso preferencial para segmentos da construção civil, como estruturas de telhados, por serem repelentes aos insetos. As madeiras de angelim-amargoso (Vatairea guianensis, Fabaceae), murupá (Simarouba amara, Simaroubaceae), peroba-rosa (Aspidosperma polyneuron, Apocynaceae), surucucumirá (Spathelia excelsa, Rutaceae), casca-doce (Glycoxylon sp, Sapotaceae) apresentam um sabor muito característico. 13.4. Desenho Desenho é o termo usado para descrever a aparência natural das faces da madeira, notadamente da face longitudinal do cerne, bem polida, que resulta das várias características macroscópicas: cerne, alburno, cor, grã, anéis de crescimento e raios. Desenhos especialmente atraentes têm sua origem em certas anormalidades, como grã irregular, galhos, troncos aforquilhados, nós, crescimento excêntrico, deposições irregulares de substâncias corantes etc. O desenho da madeira é essencialmente importante na confecção de lâminas, pela combinação de cores e formas, sendo muito apreciado para fins ornamentais e usado para a fabricação de painéis, móveis e divisórias. Diversos são os termos usados para interpretar os desenhos da madeira e 53 todos podem se apresentar de forma suave, lisa ou bem pronunciada. Os principais tipos de desenho são: espigado – em forma de espiga; plumoso – em forma de pena; punteado – em forma pontiaguda. Algumas madeiras apresentam desenho bem característico: angelim-rajado (Pithecolobium racemosum, Mimosaceae) e saboarana (Swartzia laevicarpa, Leguminosae). 13.5.Brilho É a propriedade que algumas madeiras possuem de refletir a luz incidente. A face longitudinal radial é sempre a mais reluzente pelo efeito das faixas horizontais dos raios. Sob o ponto de vista de identificação e distinção de madeiras, a característica de brilho é irrelevante e difícil de ser definida. A importância do brilho é principalmente de ordem estética e esta propriedade pode ser aumentada, artificialmente, através de polimentos e acabamentos superficiais. Algumas madeiras apresentam brilho natural facilmente visível, como o louro-inhamuí (Ocotea cymbarum, Lauraceae) e pau-pombo (Tapirira guianensis, Anacardiaceae). 13.6.Textura A textura é o efeito produzido na madeira pelas dimensões, distribuição e porcentagem dos diversos elementos estruturais constituintes do lenho, principalmente os poros. Nas Angiospermas, a textura é determinada, sobretudo pelo diâmetro dos vasos e largura dos raios; nas Gimnospermas, a textura é determinada pela espessura e regularidade dos anéis de crescimento. A textura da madeira tem grande importância na fase de colagem e na aplicação de revestimentos superficiais. Madeiras com textura grosseira absorvem em grande quantidade as substâncias que lhe são aplicadas; no caso de pinturas, são necessárias várias demãos para se obter um bom acabamento. Sob o ponto de vista da colagem, a excessiva absorção do adesivo por uma superfície porosa pode causar uma má aderência. De acordo com o grau de uniformidade da madeira, destacam-se os seguintes tipos de textura, observada no corte tangencial: grosseira ou grossa – (apresenta raios lenhosos grandes, parênquima lenhoso abundante, poros grandes e visíveis a olho nu e a madeira apresenta difícil acabamento). Como exemplos de madeira com textura grossa, temos: Cerejeira - Torresea acreana - Leguminosae Sucupira - Bowdichia sp ou Diplotropis sp. – Leguminosae Angelim - Hymenolobium sp. - Leguminosae Castanheira - Bertholletia excelsa - Lecythidaceae Chimbaúva - Enterolobium contortisiliquum - Leguminosae Melancieira - Alexa grandiflora - Fabaceae Louro-gamela - Nectandra grandiflora - Lauraceae Paineira - Chorisia speciosa - Bombacaceae Pinus - Pinus elliottii - Pinaceae fina – (apresenta tecido fibroso abundante, parênquima escasso e os poros são pequenos, encontrando-se distribuídos de forma difusa no lenho, conferindo-lhe uma superfície homogênea e uniforme). Como exemplos de madeira com textura fina, temos: Peroba-rosa - Aspidosperma polyneuron - Apocynaceae Bálsamo - Myroxylon balsamum - Leguminosae Ipê - Tabebuia sp. - Bignoniaceae Breu-amescla - Protium heptaphyllum - Burseraceae Acariquara - Minquartia guianensis - Olacaceae 54 Castelo - Gossypiospermum sp. - Flacourtiaceae Pinheiro-do-Paraná - Araucaria angustifolia - Araucariaceae média – é o termo médio entre a textura grossa e fina. Como exemplos de madeira com textura média, temos: Jatobá - Hymenaea sp. - Leguminosae Cupiúba - Coupia glabra - Celastraceae Aroeira - Astronium urundeuva - Anacardiaceae Muiracatiara - Astronium lecontei - Anacardiaceae Jutaí - Dialium guianensis - Leguminosae Cupiúba - Goupia glabra - Celastraceae Além dos tipos mencionados, a textura pode receber outra classificação: homogênea ou uniforme – quando os elementos constitutivos, grandes ou pequenos, não apresentam maiores variações em toda a superfície longitudinal do lenho. heterogênea – quando existe um contraste muito grande entre os elementos do lenho primaveril e outonal. 13.7. Dureza A dureza é uma característica difícil de ser definida e, muito excepcionalmente, contribui para a identificação e distinção das espécies. É de importância menor para os propósitos de anatomia e identificação de madeiras. A dureza pode ser grosseiramente avaliada pela impressão da unha ou pela aplicação de uma esfera nas faces da madeira. 13.8.Grã O termo grã ou grão se refere à orientação geral dos elementos longitudinais da madeira em relação ao eixo do tronco. Em decorrência do processo de crescimento e sob as mais diversas influências (melhoramento genético, altitude, declividade,ventos etc), há uma grande variação natural no arranjo e direção dos tecidos longitudinais ou axiais, originando vários tipos de grã. A grã pode ser classificada de várias maneiras: 13.8.1. Grã direita, reta ou linheira – quando os tecidos axiais são orientados paralelamente ao eixo principal do tronco ou peças de madeira. Esse tipo de orientação é considerado ideal, facilitando os processos de desdobro, secagem, usinagem e acabamento. A resistência mecânica é consideravelmente maior, não ocorrendo deformações nas peças de madeira e apresentando uma boa superfície de acabamento. Como exemplos de grã direita, temos: Mogno - Swietenia macrophylla - Meliaceae Freijó - Cordia goeldiana - Boraginaceae Castanheira - Bertholletia excelsa - Lecythidaceae Todas as madeiras que apresentam variações na inclinação dos elementos axiais em relação ao eixo longitudinal do tronco apresentam grãs irregulares. Os principais tipos de grãs irregulares são: 13.8.2. Grã espiral ou torcida - é determinada pela orientação espiral dos elementos longitudinais da madeira, em relação ao eixo do tronco. Havendo uma volta completa em torno do eixo da árvore, em menos de 10 (dez) metros, a madeira apresenta limitações de uso, principalmente 55 como material construtivo. Em algumas espécies, é bem possível observar tal tipo de defeito, pela presença espiralada da casca. As principais conseqüências para a utilização da madeira são: diminuição da resistência mecânica, deformação de secagem e dificuldade de usinagem e acabamento (Figura 39). Todas as árvores apresentam espiralamento em maior ou menor grau, como um princípio construtivo da árvore, numa forma de atender, com eficiência, o processo fisiológico da transpiração e distribuição da água pela copa. Outras possíveis causas do espiralamento são a ação dos ventos, o desenvolvimento da copa, o movimento solar, a rotação da terra, a deposição irregular de nutrientes no solo, as divisões pseudotransversais das células iniciais fusiformes do câmbio etc. FIGURA 39: Tronco com grã espiral (BURGUER & RICHTER, 1991). 13.8.3. Grã entrecruzada (revessa) - os tecidos axiais se apresentam orientados em diversas direções. Originam-se de árvores com grã espiral, nas quais a direção de inclinação sofreu inclinações periódicas. A resistência mecânica não é muito afetada, mas a madeira apresenta problemas de deformação e empenamentos durante a secagem e é de difícil trabalhabilidade. Sob o ponto de vista decorativo, no entanto, a madeira pode ser utilizada, pelos inúmeros desenhos atraentes. 13.8.4. Grã ondulada (crespa) - os elementos axiais do lenho alteram constantemente sua direção, aparecendo como uma linha sinuosa irregular. As superfícies longitudinais apresentam faixas escuras e claras, alternadas, e de belo efeito decorativo, facilmente encontradas em madeiras de imbuia (Ocotea porosa, Lauraceae). As características da madeira são praticamente as mesmas de grã entrecruzada. 13.8.5. Grã inclinada, diagonal ou oblíqua - é o desvio angular que os elementos axiais apresentam com relação ao eixo principal da árvore ou da peça de madeira. É proveniente de árvores com troncos excessivamente cônicos, com crescimento excêntrico etc. Este tipo de grã afeta significativamente as propriedades tecnológicas da madeira, provocando a diminuição da resistência mecânica, deformação de secagem e dificuldade de usinagem e acabamento. 56 14. DEFEITOS NA ESTRUTURA ANATÔMICA DA MADEIRA 14.1 Largura irregular dos anéis de crescimento A largura dos anéis de crescimento varia desde uma fração de milímetros a até alguns centímetros, dependendo de muitos fatores: duração do período vegetativo, temperatura, umidade, qualidade do solo, luminosidade e manejo silvicultural (espaçamento, desbaste, concorrência, tratos culturais etc). Além de trazer valiosas informações sobre a vida da árvore, de grande interesse para a silvicultura, silvimetria e ordenamento florestal, uma analise dos anéis de crescimento pode auxiliar na identificação do material, qualificando-a para um determinado uso, em função de suas propriedades tecnológicas. As porções representadas pelo lenho inicial e tardio, bem como pelos diferentes tecidos, individualmente, dentro do anel de crescimento, têm as suas propriedades bem individualizadas. As coníferas e as folhosas com porosidade em anel apresentam diferenças marcantes na estrutura do lenho e no peso específico. Nas coníferas, ocorre uma maior porção do lenho inicial, com o aumento da espessura do anel de crescimento; se os anéis foram largos haverá estreitas faixas de lenho tardio, resultando numa madeira leve; se, ao contrário, os anéis forem estreitos, haverá uma maior porção de lenho tardio, resultando numa madeira mais pesada. Nas folhosas com porosidade em anel, o acréscimo na espessura dos anéis de crescimento determinará um aumento na porção de lenho tardio; se os anéis forem estreitos, haverá uma maior proporção de lenho tardio, resultando numa madeira mais leve. Nas folhosas com porosidade difusa, não foi detectada nenhuma correlação entre a espessura do anel, porcentagem de lenho tardio e o peso específico da madeira. Nas coníferas, os anéis de crescimento estreitos melhoram as propriedades da madeira, porque o peso específico se correlaciona diretamente com todas as propriedades de resistência mecânica, ou seja, tais propriedades aumentam com a diminuição da espessura dos anéis de crescimento. Nas folhosas, a correlação é menos uniforme em relação à distribuição dos anéis. Em geral, pode-se dizer que a trabalhabilidade é melhor quanto mais uniformes forem os anéis de crescimento. Com certeza, a largura irregular dos anéis de crescimento fornecerá um material com propriedades heterogêneas. A presença esporádica de um largo anel de crescimento na madeira representa uma zona de maior fragilidade a determinados esforços mecânicos (cisalhamento, por exemplo). São considerados defeitos graves na madeira as alterações abruptas da espessura dos anéis de crescimento, que podem acontecer em três situações: Anéis estreitos no centro, alargando-se em direção à periferia, decorrente do corte de árvores vizinhas concorrentes ou de adubação. A formação repentina de anéis de crescimento estreitos se deve a alterações climáticas, influências do meio ambiente (poluição), aprofundamento do lençol freático, deficiências de luz, ataque de insetos etc. Anéis largos no centro, estreitando-se em direção à periferia. Variações repetidas de espessura dos anéis numa mesma seção transversal. A presença de anéis estreitos e largos, de forma abrupta, influi decisivamente na estabilidade dimensional e provoca empenamentos na madeira, durante a secagem, bem como o aparecimento de rachaduras; podem ocorrer, ainda, fendas circulares, denominadas aceboladuras entre as camadas de crescimento, especialmente no caso de repentina transição dos anéis de crescimento estreitos e largos na região do cerne. Os anéis de crescimento também podem aparecer ondulados, como decorrência de um desvio da orientação normal dos anéis de crescimento, conferindo um aspecto de linhas zigue- zagues, ocorrendo principalmente nas árvores de Picea excelsa e Acer pseudoplatanus. A madeira com anéis ondulados é muito solicitada para a confecção de instrumentos musicais (violinos, caixas de ressonância de pianos, hastes de suporte de cordas etc), pela sonoridade e ressonância da madeira; além disso, a madeira é muito procurada para usos decorativos em móveis e revestimentos de peças interiores, devido à textura e desenho muito atraentes. 57 14.2. Crescimento excêntrico O crescimento excêntrico se caracteriza por um deslocamento muito acentuado da medula e do cerne do centro geométrico do tronco. Como conseqüência, os anéis de crescimento apresentam uma largura variável, com pouca diferenciação das zonas de lenho inicial e tardio.Ae de construção civil. Destacam-se as espécies de Pinus: Pinus taeda, Pinus elliottii, Pinus caribaea, Pinus oocarpa, Pinus maximinoi, Pinus tecunumani. As angiospermas ainda se dividem em 2 grandes grupos que são as Monocotiledôneas e as Eudicotiledôneas (Dicotiledôneas). As Monocotiledôneas são plantas arbóreas (palmeiras, bambus, pândanus, dracenas, etc.) ou mais freqüentemente herbáceas. Pertencem a este grupo as gramíneas, orquídeas, palmeiras, lírios, tiririca, papiru, bromélias, trapoeravas, gladíolos, íris, babosa, pita, agaves, amarílis, cebola, alho, cará, bananeira, helicônia, estrelícia, gengibre, alpínia, biri, marantas etc. As Dicotiledôneas são as principais plantas que produzem madeira além da grande maioria das arvores frutíferas e leguminosas comestíveis. Eudicotiledôneas são uma das duas principais classes de angiospermas; inicialmente contidas dentro do grupo das dicotiledôneas, que foi desmembrado por não ser monofilético (inclui todas as espécies derivadas de uma única espécie ancestral). Esse grupo difere-se do antigo dicotiledônea por apresentar somente plantas que apresentem grão de pólen triaperturado, característica derivada de um ancestral comum, que torna o grupo monofilético. Os demais grupos 5 que anteriormente faziam parte com as eudicotiledôneas do grupo dicotiledôneas são as magnolídeas lenhosas e as paleoervas, que apesar de apresentarem características comuns às eudicotiledôneas, apresentam grão de pólen uniaperturado, característica que as excluem de tal classificação. As principais diferenças entre esses grupos podem ser observadas em suas sementes (principalmente), nas suas folhas, flores e frutos (Quadro 1). b) Angiospermas – caracterizam-se por apresentar: - estrutura anatômica do caule bem mais complexa e especializada que as Gimnospermas; - madeiras duras, fibras curtas; - grande variação de peso, com madeiras muito leves e muito pesadas; - madeiras nem sempre fáceis de serem trabalhadas e usinadas; - anéis de crescimento nem sempre distintos; - presença de vasos; - todos os tipos de caule; - sementes no interior do fruto; - endosperma formado depois da fecundação; - flores unissexuais ou hermafroditas; - exsudar gomose; - grande variação na cor: bege, amarelada, avermelhada, rosada, enegrecida etc; - cerne e alburno bastante distintos, muitas vezes diferenciados pela cor; - botanicamente, são mais evoluídas e recentes que as Gimnospermas; - folhas largas, caducifólias e, freqüentemente, mudam de coloração. As Angiospermas englobam quase 90% de toda a flora terrestre e são predominantemente típicas das regiões tropicais. Somente na Região Amazônica, acredita-se que existam mais de três mil espécies. São chamadas também de folhosas, porosas ou hardwoods. É conveniente salientar que, embora a maioria das espécies Angiospermas seja de madeiras duras, é bem possível encontrar madeiras mais leves e macias que as Gimnospermas. Como exemplo de Angiospermas produtoras de madeira, podemos citar: aroeira do sertão, peroba rosa, ipê, mogno, cedro, imbuia, jacarandá caviúna, pau-marfim, cerejeira, cabreúva, amendoim, jacarandá-da-bahia, virola, jequitibá-rosa, copaíba, pau-brasil, peroba-do-campo, sucupira e uma infinidade de madeiras nativas de grande importância comercial. Também pertence às Angiospermas o gênero Eucalyptus, com suas centenas de espécies. Originárias da Austrália, já foram identificadas mais de setecentas espécies e dezenas delas estão perfeitamente adaptadas às regiões Sul e Sudeste do Brasil, com predominância das espécies: Eucalyptus grandis, Eucalyptus globulus, Eucalyptus saligna, Eucalyptus urophylla, Eucalyptus cloeziana, Corymbia citriodora. 6 Quadro 1. Principais diferenças entre as monocotiledôneas e as dicotiledôneas (www. biologiacesaresezar.editorasaraiva.com.br) 3- TECIDOS DO CORPO VEGETAL Os principais tecidos de uma planta são agrupados em três sistemas: a) Sistema dérmico ou de proteção – Nas plantas com crescimento primário, o sistema dérmico ou de proteção é representado apenas pela epiderme, tecido de origem primária (protoderme). Nas raízes e caules das plantas em crescimento secundário, a epiderme é substituída pela periderme, sistema de proteção formado pelo súber, pelo felogênio e pela feloderme. A periderme nunca ocorre nas folhas. Epiderme – Este tecido é encontrado recobrindo toda a planta: raiz, caule, folhas, flores e frutos. É geralmente uniestratificado, sendo formado por células justapostas, achatadas, desprovidas de cloroplastos e com grande vacúolo (Figura 3). Nas superfícies externas das células epidérmicas, pode ocorrer a deposição de cutina ou de cera, que são substâncias impermeabilizantes. Além disso, podem ocorrer estruturas anexas da epiderme, sendo as principais os estômatos e os acúleos. Os estômatos são formações de grande importância nas trocas gasosas entre os tecidos internos da planta por transpiração. Ocorrem preferencialmente nas folhas. Cada estômato é formado por duas células 7 clorofiladas em forma de rim, deixando uma abertura entre elas denominada ostíolo. Os acúleos são estruturas protetoras formadas por projeções pontiagudas e resistentes da epiderme (Figura 3). São freqüentemente confundidas com espinhos, que são folhas ou ramos modificados. Os acúleos ocorrem geralmente no caule. Os “espinhos” da roseira são, na realidade, acúleos (Figura 3). Fonte: LOPES, 1994 Figura 3 – Esquema de epiderme, estômatos e acúleos (LOPES, 1994). Periderme – A atividade do felogênio produz, em direção à parte externa da planta, o súber ou felema e, em direção à parte interna da planta, a feloderme. O conjunto súber- felogênio-feloderme constitui a periderme (Figura 4). O súber é um tecido formado por células que acumulam, em suas paredes, a suberina, substância pouco impermeável que impede as trocas gasosas. Com isso, as células, depois de algum tempo, morrem e o conteúdo protoplasmático é substituído pelo ar. O súber, portanto, é um tecido morto, que atua como isolante térmico e como proteção contra choques mecânicos. Devido à morte de suas células, todos os outros tecidos da planta mais externos ao súber também morrem, pois deixam de receber água e nutrientes. O súber maduro é também denominado de cortiça. A cortiça é leve e impermeável à água devido ao efeito da suberina. O súber pode ter grande espessura, como ocorre no sobreiro (Quercus suber), árvore mediterrânea, cultivada, que fornece cortiça comercial. Muitas árvores dos campos brasileiros produzem espessas camadas de súber, como proteção contra a evaporação e o calor. Em tecidos suberificados de certos caules e de raízes aéreas podem ocorrer pequenas fendas denominadas lenticelas, importantes nas trocas gasosas entre o interior da planta e o meio externo (Figura 4). Fonte: LOPES, 1994 Figura 4 – Periderme e tecidos suberificados (LOPES, 1994). 8 b) Sistema fundamental – sistema fundamental do corpo vegetal é constituído por três tipos de tecidos: parênquima, colênquima e esclerênquima, todos originários do meristema fundamental que se localiza nas gemas apicais do caule e das raízes. Como o próprio nome indica, o sistema fundamental constitui a maior parte do corpo vegetal, principalmente quando em estágio primário de crescimento; no estágio secundário de crescimento, grande parte do caule e das raízes é constituída pelo tecido vascular e periderme. Parênquima – Os parênquimas são os tecidos localizados entre a epiderme e os tecidos condutores. Eles desempenham várias funções, tais como as de preenchimento, assimilação, reserva e secreção. Suas células são vivas, geralmente poliédricas e isodiamétricas (mesmo diâmetro nas várias direções). Elas possuem vacúolos grandes e paredes celulares delgadas, com pontuações (plasmodesmos) através das quais protoplasmas de células vizinhas entram em contato. as células do parênquimaseção transversal de um tronco excêntrico apresenta uma figura oval ou elíptica, com um desvio considerável dos anéis de crescimento em relação à forma circular normal. Os anéis de crescimento apresentam larguras variáveis em diferentes direções: de um lado são largos, do outro lado, muito estreitos. O crescimento excêntrico é normalmente acompanhado pela formação do lenho de reação. As principais causas do crescimento excêntrico são: vento, ação da gravidade em árvores que crescem obliquamente, insolação lateral muito forte, crescimento unilateral da copa, que resulta em suprimento deficiente de nutrientes num dos lados etc. Como conseqüência desse defeito, surge freqüentemente fendas circulares (aceboladuras entre os anéis de crescimento). A madeira apresenta-se muito heterogênea, com propriedades desiguais. Na operação de serragem dos troncos, deve-se orientar as peças sempre na direção do eixo mais curto. As tábuas, freqüentemente, apresentam torções e empenamentos. 14.3. Defeitos na grã da madeira Conforme visto anteriormente, o termo grã ou grão se refere à orientação geral dos elementos longitudinais da madeira em relação ao eixo do tronco. A madeira de grã reta é aquela que apresenta os elementos longitudinais perfeitamente alinhados em relação ao eixo principal da árvore. Este tipo de orientação é considerado ideal, facilitando os processos de desdobro, secagem, usinagem e acabamento. A resistência mecânica é consideravelmente grande, não ocorrendo deformações nas peças de madeira e apresentando uma boa superfície de acabamento. O crescimento espiralado é assim chamado quando existe uma orientação espiral dos elementos longitudinais da madeira em relação ao eixo do tronco, facilmente observado nas faces tangenciais. Havendo uma volta completa em torno do eixo da árvore, em menos de 10 (dez) metros, a madeira apresenta limitações de utilização, principalmente como material de construção. Em algumas espécies, é bem possível observar tal tipo de defeito, pela presença espiralada da casca. As principais conseqüências deste tipo de grã são a diminuição da resistência mecânica, deformação na secagem e dificuldades em conseguir um bom acabamento superficial. As peças de madeira oriundas de troncos com crescimento espiralado terão seus tecidos obliquamente cortados no processo de desdobro paralelo ao tronco. Todas as árvores apresentam espiralamento em maior ou menor grau, como um princípio construtivo da árvore, numa forma de atender, com eficiência, o processo fisiológico da transpiração e distribuição da água pela copa. Outras possíveis causas do espiralamento são a ação dos ventos, o desenvolvimento da copa, o movimento solar, a rotação da terra, a deposição irregular de nutrientes no solo, as divisões pseudotransversais das células iniciais fusiformes do câmbio etc. O ângulo do espiralamento apresenta inúmeras alterações durante a vida da árvore. No caso das coníferas, a situação é bastante interessante; na fase jovem da planta, há uma tendência de espiralização à esquerda; na fase adulta, há uma tendência de espiralização para a direita. No caso das folhosas, há uma tendência de formação da grã espiral sempre à direita e não se verifica uma alteração do espiralamento com o desenvolvimento da idade da árvore. Outro ponto muito importante: o ângulo de inclinação sempre diminui de baixo para cima, ou seja, no sentido base-topo e aumenta do interior para a periferia, ou seja, aumenta no sentido medula- casca. Embora seja uma classificação um tanto empírica, a grã é classificada de acordo com o desvio, em relação ao eixo longitudinal. Assim: Fraco espiralamento ......... de 0 a 6 o até 10 cm a cada metro de comprimento Médio espiralamento ........ de 6 a 18 o até 20 cm a cada metro de comprimento Forte espiralamento ....... > 18 o acima de 33 cm a cada metro de comprimento 14.4. Lenho de reação Lenho de reação é o nome genérico dado ao tipo de lenho formado de árvores que se desenvolvem sob o efeito de esforços externos contínuos, provavelmente devido a um estímulo assimétrico de hormônios de crescimento, visando compensar o esforço imposto. O lenho de reação é um tecido especial causado tanto pelos efeitos genotípicos, como estímulos mecânicos (vento, peso da neve), ou atribuído à ação da gravidade. É formado por alterações do estado fisiológico do câmbio, que provavelmente é dirigido através de diferentes concentrações de substâncias de crescimento. Sua função é procurar retornar as árvores ou galhos à sua posição normal anterior. A formação de lenho de reação é associada ao crescimento excêntrico; na região de maior incremento, observam-se anéis de crescimento mais largos. O lenho de reação apresenta diferenças anatômicas, físicas, químicas e mecânicas do lenho normal; conseqüentemente, o aproveitamento do chamado lenho de reação é prejudicado. As árvores que crescem em encostas muito acentuadas apresentam troncos curvos, sendo comum a presença do lenho de reação. Este tipo de lenho também ocorre nas bases dos ramos. Nem sempre sua presença pode ser detectada em árvores vivas, pois é possível ser encontrado em troncos cilíndricos e verticais. Nas Gimnospermas, o lenho de reação surge sempre na porção sujeita à compressão (lenho de compressão), enquanto que nas Angiospermas Dicotiledôneas o lenho de reação se localiza na zona tracionada (lenho de tração) (Figura 40). O lenho de compressão se situa no lado inferior dos troncos inclinados ou galhos das Gimnospermas, do lado sujeito ao esforço de compressão. O lenho de compressão se caracteriza pela presença do crescimento excêntrico, com anéis de crescimento muito largos e transição quase indistinta entre lenho inicial e tardio. Analisando microscopicamente, os traqueídeos do lenho inicial são mais curtos que os normais e a parede secundário apresenta delgadas fendas, além de não apresentar a parede terciária. O ângulo de orientação fibrilar é muito pequeno, quase horizontal. Os traqueídeos revelam paredes espessas e um contorno arredondado, deixando espaços intercelulares entre eles. Em conseqüência do elevado teor de lignina, o lenho de compressão apresenta uma coloração avermelhada, conhecida também como “madeira vermelha”. Figura 40 – Lenho de reação: A – lenho de tração (angiosperma); B – lenho de compressão (gimnosperma) (BURGUER & RITCHER, 1991). Na sua seção longitudinal, observam-se rachaduras oblíquas em suas paredes que afetam sobremaneira a resistência mecânica da madeira. Este tipo de lenho, conseqüentemente, possui propriedades bem distintas do lenho normal, com importantes conseqüências para a utilização da madeira. As principais características do lenho de compressão são: excessiva dureza; elevado conteúdo de lignina e baixo conteúdo em celulose; ausência de camadas S 3 de parede celular; orientação espiralada da estrutura fibrilar; a madeira é quebradiça; a madeira apresenta dificuldades de trabalhabilidade; a madeira tem comportamento desigual; a madeira apresenta elevada instabilidade dimensional; a madeira apresenta uma coloração típica que pode diminuir o seu valor; a madeira 59 apresenta maior resistência à compressão axial e perpendicular; a madeira é propensa em empenamentos durante a secagem. O lenho de tração é o tipo especial de lenho que, como o lenho de compressão, está associado ao crescimento excêntrico. Forma-se no lado superior dos troncos inclinados dos troncos das folhosas. Normalmente apresenta uma coloração distinta, mais clara (branco-prateada) do que o lenho normal e a superfície da madeira se apresentam sedosa e lanosa. Em geral, essa mudança de coloração só é reconhecível na madeira recém-cortada; em madeira seca só é detectada microscopicamente, através de cortes de coloração em cortes delgados. Microscopicamente, observa-se um espessamento anormal das paredes internas das fibras, conhecidas como fibras gelatinosas, conferindo à madeira o tal brilhoespecial. Essa camada de parede gelatinosa pode surgir adicionalmente às demais paredes S1, S2 e S3 ou no lugar das camadas S2 e S3 ou, apenas, no lugar da camada S3. O ângulo de orientação das fibrilas na camada gelatinosa é bastante grande, comparativamente à madeira normal (quase paralelo ao eixo celular). As principais características do lenho de tração são: as paredes das células possuem um elevado conteúdo de celulose, enquanto que a lignina é quase ausente; difícil trabalhabilidade da madeira: as superfícies das peças se apresentam ásperas e lanosas, bem como oferecem dificuldade na colagem e aplicação de pregos etc.; elevada instabilidade dimensional, principalmente no sentido longitudinal, com tendência ao aparecimento do colapso e outras deformações; coloração anormal da madeira, comprometendo seu valor; elevada resistência a esforços de tração e baixa resistência à compressão e flexão; dificuldades nas operações de cozimento da madeira para a fabricação de celulose e papel; as lâminas ficam onduladas e os compensados ficam empenados, corrugados e rachados. 14.5. Nós Nó é a posição basal de um ramo que se encontra inserida no tronco ou peças de madeira, provocando desvios ou a descontinuidade dos tecidos lenhosos na sua vizinhança. Os nós são os primeiros caracteres a serem considerados na classificação da madeira em graus de qualidade. Os nós depreciam as peças, principalmente devido à presença de grã irregular nas suas proximidades que, no caso de um esforço de compressão paralela às suas fibras, fará a madeira comportar-se com instabilidade. Esta descontinuidade pode também afetar as peças sujeitas à flexão, além da dificuldade de trabalhabilidade das mesmas pelo prejuízo que traz às ferramentas (Figura 41). A contração dos tecidos dos nós durante a secagem é diferente da do lenho circundante, originando deformações indesejáveis. Quanto à aderência, o nó pode ser vivo ou morto. O nó é vivo quando corresponde a uma época em que o ramo esteve fisiologicamente ativo na floresta, havendo uma perfeita continuidade de seus tecidos lenhosos com o tronco. Esta íntima ligação o integra perfeitamente ao lenho do fuste (Figura 42). Figura 41 – Configuração do galho com nó (GOMIDE et al, 2004). Figura 42 – Detalhe de um nó vivo e um nó morto na árvore (BURGUER & RITCHER, 1991). O nó morto corresponde a um galho que morreu e deixou de participar do desenvolvimento do tronco. Não há mais continuidade estrutural e a sua fixação depende apenas da compressão periférica exercida pelo crescimento diametral do fuste. Os nós, ao morrerem, podem sofrer transformações, tais como acúmulo de resinas ou outros materiais que lhes conferem acentuada dureza. A presença desses nós, de coloração escura, pode prejudicar sobremaneira a trabalhabilidade da madeira, sem contar que todas as propriedades mecânicas têm o seu valor significativamente reduzido. 60 14.6. Tecido de cicatrização A própria natureza se encarrega de encobrir ferimentos produzidos por injúrias mecânicas externas, formando tecidos especiais de cicatrização (calo). Normalmente, o calo inclui muito parênquima axial e, em certas espécies, surgem canais resiníferos (gomíferos) traumáticos. Ocorre um desvio das camadas de crescimento durante muitos anos, até que o mesmo seja completamente envolvido. O calo cicatricial ocorre pelo fato do câmbio intacto desenvolver-se em forma de uma protuberância calosa; para fora, o ferimento fecha-se através do córtex; para o interior, forma-se uma camada cambial unida ao câmbio do tronco. As protuberâncias laterais se formam gradativamente sobre o local de injúria. A madeira envolvente não está ligada à região do ferimento e, num processo adiantado, ocorre a fusão das duas protuberâncias, tornando seus câmbios um tecido único; posteriormente, o crescimento diametral do tronco sobre o ferimento prosseguirá de forma normal. Anatomicamente, percebe-se que as fibras e os anéis de crescimento apresentam desvios e curvaturas. Nas folhosas, as fibras libriformes estão ausentes ou são muito reduzidas, além de uma significativa deformação das células, principalmente nas células parenquimáticas; nas Gimnospermas, os traqueídeos se apresentam deformados e observa-se uma maior incidência de canais resiníferos. Quanto mais afastado do local do ferimento, menor é o desvio do lenho normal. As feridas muito grandes e profundas quase não se recuperam sem o aparecimento do apodrecimento, porque o englobamento da ferida se processa de forma muito lenta, sem ter como impedir a penetração de fungos xilófagos. Na área de cicatrização, o tecido fica anormal e bastante heterogêneo em relação ao lenho normal. Há tendência a deformações e torceduras, instabilidade dimensional, difícil trabalhabilidade e redução sensível das propriedades mecânicas. Numerosos outros defeitos de natureza secundária surgem como as descolorações, englobamentos, alterações estruturais e ataques de fungos e insetos. A intensidade e a freqüência dos defeitos dependem dos seguintes fatores: tamanho e formato do ferimento, crescimento de árvore, espécie vegetal, condições ambientais etc (Figura 43). Figura 43 – Tecida de cicatrização, com englobamento incompleto (A) e completo (B) (BURGUER & RITCHER, 1991). 61 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS BURGER, L.M. & RICHTER, H.G. Anatomia da madeira. São Paulo, Nobel, 154p. CARLQUIST, S. Comparative Wood Anatomy, 2ªEd., 2001. CHIMELO, J. P. Anatomia da Madeira. In: LEPAGE, E. S. Manual de Preservação de Madeiras. São Paulo: IPT/ SICT, 1986, v. 1, cap. 3, p. 41 - 67. CHIMELO, J. P. Madeira: como conhecê-la e identificá-la para a sua melhor utilização. São Paulo, 39p. 2000 (Não Publicado). ENGLER, A. Syllabus der Pfanzenfamilien (bacteriophyta at gimmnospermae). Berlim, Gebrüder Borntraeger, 1954. V.1, 367p. ESAU, K. Anatomia das plantas com sementes. São Paulo, Edgard Blucher, 1974, 293p. GLORIA, B.A.da & GUERREIRO, S.M.C. Eds. Anatomia Vegetal – Viçosa: UFV, 2003. GOMIDE, J. L.; COLODETE, J. L.; CARVALHO, A . M. M. L. Estrutura Anatômica e Química das Madeiras. Laboratório de Celulose e Papel, UFV, Viçosa. 2004. 68p. (Não Publicado). HAYGREEN, J.G. & BOWYER, J.L. Forest Products and Wood Science. Ames, Iowa State University Press, 1989, 500p. KOCH, P. Utilization of the southern pines. : USDA. Forest Service, 1972. 2v. (Agric. Handbook, 420). KOLLMANN, F.F.P. Principles of wood science and technology. I – Solid wood. New York, Springer- Verlag, 1968, 592p. LEWIN, M. & GOLDSTEIN, I.S. Wood structure and composition. New York, Marcel Dekker, 1991, 488p. LOPES, S. BIO – Volume único – Editora Saraiva – 1994. PASHING, A,J. & ZEEUW, C. Textbook of wood technology. New York, McGraw-Hill, 1980, 722p. SILVA, J.de C. Anatomia da Madeira e suas Implicações Tecnológicas. , UFV, Viçosa. 2005. 140p. (Não Publicado). TOMAZELLO FILHO, M. Estrutura anatômica da madeira de oito espécies de eucaliptos cultivadas no Brasil. IPEF, Piracicaba, (29): 25-36, 1985 TSOUMIS, G. Science and technology of wood: Structure, proper-ties and utilization. New York, Van Nostrand Reinold, 1991, 441p. ZOBEL, B.J. & BUIJTENEN van, J.P. Wood Variation. Spring Series in Wood Science. Timmell, T.E. Ed. USA, 1989.são, na sua grande maioria, células vivas, capazes de crescer, sendo potencialmente meristemáticas, ou seja, podem readquirir a capacidade de divisão. São células relacionadas, principalmente, com a fotossíntese, com o acúmulo de substâncias de reserva (amido, por exemplo) e com a cicatrização (regeneração de ferimentos). Podem especializar-se em células ou estruturas secretoras. O parênquima, que faz parte do sistema vascular secundário, pode estar orientado em relação aos raios da circunferência do órgão, sendo denominado de parênquima radial; quando se encontra orientado no sistema longitudinal ou axial é denominado de parênquima axial. As suas paredes celulares são delgadas e impregnadas de celulose, hemiceluloses e substâncias pécticas. As células do parênquima contêm os cloroplastos (relacionado com a fotossíntese), plastídios (relacionados com os cromoplastos) e as substâncias ergásticas (relacionadas com os produtos de reserva, como o amido, taninos, cristais de sílica e gorduras). Colênquima e Esclerênquima – Os principais tecidos de sustentação ou tecidos mecânicos das plantas são o colênquima e o esclerênquima. Colênquima – é um tecido vivo, com paredes espessas, com a finalidade de conferir sustentação ou manutenção da forma do organismo. Assemelha-se ao parênquima pelo fato de ambos possuírem protoplastos vivos, capazes de reassumir a atividade meristemática; as suas paredes celulares são primárias e não lignificadas e podem realizar fotossíntese. O colênquima ocorre fundamentalmente nos caules jovens e indicam ser um tecido adaptado para a sustentação das folhas e caules em crescimento. As células apresentam paredes primárias relativamente macias, maleáveis, não lignificadas. Tem uma posição periférica bem característica e se localiza, geralmente, logo abaixo da epiderme. Nas partes velhas das plantas, o colênquima pode endurecer ou transformar-se em esclerênquima, pela deposição de paredes secundárias lignificadas. Em caules com crescimento secundário, o xilema se torna o principal tecido de sustentação, quando as suas células são longas, justapostas e com paredes lignificadas. Esclerênquima – é um tecido morto, com paredes secundárias rígidas, constituído de células dotadas de intensa impregnação de lignina, tornando-as resistentes e impermeáveis, determinando a morte das células. O esclerênquima é um tecido de sustentação, muito mais especializado nessa função do que o colênquima. O colênquima conserva o protoplasma ativo, enquanto a maioria das células do esclerênquima não tem protoplasto, quando maduras. As suas células possuem paredes secundárias, que são depositadas sobre as paredes primárias, depois que as suas células terminam o seu crescimento em extensão. c) Sistema vascular – as células do sistema vascular estão relacionadas com a condução de água (traqueídeos nas Gimnospermas e elementos de vasos, nas Angiospermas), com o armazenamento (células de parênquima, em forma de raios) e com a sustentação (fibras). O sistema vascular compreende dois tecidos: xilema e floema (Quadro 2) Xilema – as células do xilema formam um tecido estrutural, associado ao floema, distribuindo-se, sem interrupção, pelo corpo do vegetal. O xilema é um tecido estrutural e funcionalmente complexo, composto por um conjunto de células, com forma e função 9 diferenciadas e é o principal tecido condutor de água nas plantas vasculares. Possui, ainda, as propriedades de condutor de sais minerais, armazenamento de substâncias e sustentação do vegetal. É importante ressaltar que o xilema é encontrado em várias regiões dos vegetais, não só no caule, mas também se faz presente na raiz e nos ramos. O xilema é um tecido característico das plantas superiores, incluindo, nessa categoria, vários tipos de plantas: arbustos, cipós e árvores. Nem todas as espécies que produzem tecido xilemático são reconhecidas, comercialmente, como produtoras de madeira; por isso, a presença de xilema numa espécie vegetal não significa que a mesma esteja apta ao uso industrial. Para tanto, a espécie deve apresentar volume necessário que justifique sua exploração. Toda madeira é proveniente de tecido xilemático, mas, sob a ótica comercial, nem todo tecido xilemático produz madeira. Floema – é o principal tecido condutor de substâncias nutrientes nas plantas vasculares, transportando a seiva orgânica ou elaborada (seiva rica em compostos orgânicos, produzidos pela fotossíntese). É um tecido complexo, altamente especializado e constituído por vasos, denominados liberianos ou crivados, células companheiras, e parênquima liberiano. O floema ocorre tanto na estrutura primária quanto na secundária, normalmente em associação com o lenho. No caule da maioria das Gimnospermas e Dicotiledôneas, o floema está separado do lenho pelo câmbio, do qual se originou (Figura 5). Figura 5 – Células do Floema (LOPES, 1994) Quadro 2. Tipos de células e suas principais funções no xilema e no floema (LOPES, 1994). 10 4. PARTES COMPONENTES DE UMA ÁRVORE As partes componentes de uma planta podem ser assim descritas: Copa - é a parte superior da árvore onde se localizam os galhos, folhas, flores e frutos. Sistema radicular - é a parte inferior da árvore constituída pelas raízes, com a função de retirar água e nutriente do solo, bem como sustentar e apoiar a planta. Tronco, caule, fuste - é a parte intermediária da árvore, justamente a de maior interesse, sob o ponto de vista comercial, por ser a região de onde se retira a madeira. Tem a função de sustentação da copa e condução de seiva. Observadas numa seção transversal, notam- se, do centro para a periferia as seguintes regiões do caule: medula, xilema (cerne e alburno), câmbio, floema e casca. 5. ESTRUTURA ANATÔMICA DA MADEIRA 5.1 - A CÉLULA VEGETAL A célula é unidade estrutural e fisiológica da maioria dos seres vivos. Durante a evolução dos órgãos vegetativos das plantas superiores, ocorreu uma grande especialização celular, como resultado do desenvolvimento e multiplicação dos diversos tipos celulares. Em geral, as células se agrupam formando um tecido; os tecidos, por sua vez, se reúnem formando um sistema de tecidos; os diversos sistemas de tecidos formam um órgão e todos os órgãos, coletivamente, formam os organismos. A composição da célula vegetal pode ser, assim, dividida: a) Parede Celular – é uma estrutura rígida e permeável, responsável pela conformação da célula; b) Protoplasto - envolve o conteúdo completo da célula, com exceção da parede celular. b.1) As partes protoplásticas fazem parte da matéria viva da célula e apresentam citoplasma, núcleo, mitocôndrias, complexo de Golgi, centríolo e plastos. b.2) As partes não protoplásticas são entidades não vivas das células e apresentam duas estruturas básicas: . Vacúolo – são grandes cavidades que contêm água e outras substâncias orgânicas e não orgânicas. Nas células maduras, o vacúolo pode representar até 95% do volume total da célula. . Substâncias Ergásticas – amido, cristais, óleos, gorduras e corpos protéicos. Uma das diferenças mais fundamentais entre as células animais e vegetais é a presença de uma parede nas células vegetais, quase permeável, que envolve o protoplasto. A substância orgânica mais abundante na natureza é a celulose e ela é o principal constituinte da parede das células vegetais. Embora a madeira se apresente macroscopicamente como uma substância compacta e homogênea, trata-se de um material constituído de inúmeros elementos celulares, unidos entre si, formando tecidos diferenciados conforme a função que desempenham. É o conjunto e arranjo do lenho que definem sua estrutura. Ainda que as madeiras sejam formadas todas basicamente pelos mesmos elementos, as modificações de forma, tamanho e arranjo dos componentes tornam diferentes as estruturas das diversas espécies. Embora exista uma grande variabilidade damadeira dentro da mesma espécie e, até mesmo, dentro de uma mesma árvore, a estrutura básica das madeiras pertencentes a uma mesma espécie mantém-se constante. Esta característica se torna possível a classificação e identificação das madeiras através de observações de seus 11 elementos. Dentro de certos limites, o estudo da estrutura da madeira permite avaliar as possibilidades de sua aplicação. 6. A MADEIRA – UM MATERIAL MUITO HETEROGÊNEO Ao contrário dos materiais industrializados, como o ferro, o alumínio, o plástico, que possuem uma estrutura interna muito homogênea, a madeira apresenta uma grande variação no comportamento das peças. Durante o processo de formação da madeira, existem leis próprias que a natureza impõe para o crescimento e desenvolvimento da planta; algumas dessas leis podem ser controladas parcialmente pelo homem, outras independem de fatores externos, pois são intrínsecas e marcam cada espécie como um selo de identidade, tornando-a inconfundível. As características da madeira dependem de um conjunto de fatores genéticos e ambientais, o que torna pouco provável que duas árvores, ainda que sejam da mesma espécie, apresentem o mesmo comportamento tecnológico, quando utilizadas. Sabe-se que existe uma grande variação das propriedades físicas, químicas, mecânicas e anatômicas entre duas amostras retiradas de um mesmo tronco. Ao crescimento da árvore estão ligados, primeiramente, os fatores genéticos. As informações herdadas dos seus genitores determinarão grande parte das características que a planta e a madeira resultante irão apresentar. Independente do processo reprodutivo, seja semente (via sexuada) ou clone (via assexuada ou vegetativa), todos os caracteres dos genitores estarão sendo repassados aos descendentes. A velocidade de crescimento, tamanho dos frutos, número de sementes por fruto, coloração da madeira, estrutura anatômica, propriedades tecnológicas, enfim, toda a morfologia e fisiologia vêm como que um pacote pré-definido para ser usado pela árvore. Além dos fatores genéticos, as condições ambientais são, por demais, importantes. Questões como fertilidade do solo, condições de luz, temperatura, clima, disponibilidade de água, ventos, fogo, geadas, espaçamento, concorrência com plantas invasoras, predação de animais, condições do terreno, aplicação de pesticidas, poluição ambiental, tratos culturais, tudo isto pode influenciar no crescimento da árvore e alterar as propriedades da madeira. Conclui-se que a heterogeneidade é inerente à madeira e às condições para o seu desenvolvimento. Somente a Região Amazônica possui 260 milhões de hectares em florestas, envolvendo mais de três mil espécies vegetais, distribuídas em mais de 700 gêneros e 120 famílias. Como a heterogeneidade é característica marcante das regiões tropicais é necessário, que se estabeleçam métodos seguros e precisão científica para a correta identificação da madeira. Além das características organolépticas e dendrológicas, a anatomia tem sido o principal instrumento para garantir o êxito na atividade de exploração comercial de madeiras, com vistas à identificação. O estudo anatômico da madeira pode ser feito macroscopicamente, por meio de uma lupa entomológica, geralmente com aumento de dez vezes. Por esse processo, a anatomista experiente compara o fragmento da madeira em questão com amostras-padrão, existentes nas xilotecas (coleção de madeiras). A oferta de detalhes anatômicos, no entanto, é mais abundante quando se fazem observações através de microscópios. Para esse estudo, são necessários cortes histológicos nos sentidos transversal, radial e tangencial, onde são vistos os principais elementos constituintes da madeira. Além de cortes histológicos, é bem possível identificar alguns elementos através de uma solução macerante. Em ambos os casos, a identificação da madeira se baseia nas diferenças morfológicas das estruturas anatômicas do lenho secundário (xilema secundário) de uma madeira adulta. 12 7. ESTRUTURA DO CAULE: 7.1 - SEÇÕES FUNDAMENTAIS DE OBSERVAÇÃO: A madeira é um material tridimensional e sua anatomia pode ser melhor descrita através de observações em três seções ou superfícies fundamentais de observação (Figura 6). 7.1.1. Seção transversal ou de topo: Plano de corte da madeira perpendicular aos elementos axiais ou ao eixo maior do caule. Esta é a seção onde se observa com maior facilidade as várias disposições dos tecidos do lenho das dicotiledôneas para fins de identificação. 7.1.2. Seção longitudinal-tangencial: Plano de corte da madeira no sentido axial, paralelo ao eixo maior do caule em ângulo reto ou perpendicular aos raios da madeira e, ainda, tangencial às camadas ou anéis de crescimento. 7.1.3. Seção longitudinal-radial: Plano de corte no sentido axial, passando pelo eixo maior do tronco, paralelamente aos raios da madeira e, ainda, perpendicular às camadas de crescimento. 7.2. COMPOSIÇÃO DO CAULE Observadas em seção transversal, notam-se do centro para periferia as seguintes regiões do caule: medula, cerne, alburno e casca. Entre a casca e o alburno encontra-se uma região denominada câmbio, visível somente ao microscópio. Nas gimnospermas, principalmente, aparecem no lenho regiões escuras intercaladas por regiões claras, cujo conjunto é denominado anel de crescimento (Figura 7). 7.2.1. Medula A medula é um tecido parenquimático, meristemático, continuo, localizado na região central do caule. Sua função é armazenar substâncias nutritivas para a planta. O tamanho, coloração e forma são muito variáveis, principalmente nas angiospermas. Por ser um tecido parenquimático, é muito susceptível ao ataque de microorganismos xilófagos e por isso encontra-se com freqüência, toras com medula já deteriorada por ocasião de sua derrubada (toras ocas) (Figura 7) Figura 6 – Diagrama esquemático do caule ilustrando os três planos fundamentais de observação. Figura 7. Diagrama esquemático do caule em seção transversal. Seção Transversal Seção Radial Seção Tangencial 13 7.2.2. Xilema (Cerne e alburno) O xilema é um tecido estrutural e funcionalmente complexo, composto por um conjunto de células, com forma e função diferenciadas e é o principal tecido condutor de água nas plantas vasculares. O xilema é constituído por dois tecidos: . Alburno – é o tecido lenhoso que se localiza na região abaixo da casca, geralmente de coloração clara, constituído de células vivas (fisiologicamente ativas), não obstruídas, por onde circulam as substâncias nutritivas da planta, razão pela qual é facilmente atacada pelos agentes degradadores da madeira, principalmente por fungos e insetos xilófagos. É exatamente esta região que deverá receber os produtos preservadores nos processos de tratamento da madeira. No caso de se usar uma peça de madeira inteiramente de alburno ou parte dele, essa peça deverá ser adequadamente tratada, a fim de garantir sua longevidade. As peças utilizadas na construção do mobiliário e na construção civil (componentes de telhado, pisos, forros, esquadrias etc.) deverão receber tratamento preventivo. . Cerne – é a região que se situa abaixo do alburno, geralmente de cor mais escura que o alburno (no caso de Angiospermas), constituída de células mortas, sem atividade vegetativa ou fisiologicamente morta. A região do cerne apresenta um material de maior durabilidade natural; os poros geralmente estão obstruídos por extrativos e tilos, daí a dificuldade em tratá-la com produtos preservadores; praticamente, não existe absorção dos produtos, mesmo nos tratamentos sob pressão, em autoclaves. Geralmente, as madeiras que apresentam um cerne durável são conhecidas como “madeiras de lei”, termo remanescente do Brasil Colônia, em que determinadas madeiras, sabidamente mais duráveis e de maior interesse comercial, eram proibidas por lei de serem usadas no comércio interno, ficandorestritas ao uso pela Coroa Portuguesa, que as utilizava para construção naval. O termo madeira-de-lei é usado até hoje para designar aquelas madeiras que possuam boas propriedades físico-mecânicas, grande durabilidade natural e tenham uma grande opção de usos (Figura 7). O caule de uma planta jovem é constituído inteiramente de células vivas e funcionalmente ativas, responsáveis pela condução da seiva bruta (água e sais minerais) e outras atividades vitais associadas ao armazenamento de substâncias nutritivas. Até essa fase de formação do vegetal, diz-se que o caule é constituído exclusivamente de alburno; a transformação do alburno em cerne se deve à produção de novas células no câmbio, próximo à casca. À medida que ocorre a produção de novas camadas de células, o interior do caule vai se distanciando progressivamente do câmbio, ou seja, as células estão mais velhas quanto mais se localizam na parte central. Nunca é demais a lembrança de que a árvore cresce de fora para dentro. A partir de um determinado período, que depende da espécie e das condições de crescimento do vegetal, ocorre a morte do protoplasma das células centrais do caule, dando origem à formação do cerne. Com a perda da atividade fisiológica, a parte mais interna do alburno se transforma em cerne. Essa transformação é acompanhada pela formação de várias substâncias orgânicas, conhecidas genericamente como extrativos; em algumas Angiospermas, essa transformação pode ocorrer como decorrência da formação de tiloses nos vasos, provocando a obstrução parcial ou total dos lumes das células. Os extrativos e infiltrações promovem o escurecimento do tecido do cerne, contrastando com a coloração mais clara do alburno; em algumas madeiras, não se percebe a diferença de coloração entre cerne e alburno, devido à ausência de corantes fortes e escuros. É conveniente ressaltar que as mudanças que ocorrem no alburno para cerne são, principalmente, a nível químico; estrutural e anatomicamente, o cerne e o alburno são semelhantes. Em função de ser um tecido fisiologicamente morto e da presença de extrativos, geralmente tóxicos (compostos polifenólicos), o cerne apresenta uma resistência natural ao apodrecimento e ao ataque de organismos xilófagos, baixa permeabilidade e massa específica mais elevada que o alburno. A riqueza de materiais nutritivos, principalmente carboidratos e amido, faz com que o alburno seja muito procurado por 14 organismos xilófagos, principalmente quando as condições ambientais sejam favoráveis. As principais diferenças entre cerne e alburno estão listadas no Quadro 3. Quadro 3 – Principais diferenças entre cerne e alburno 7.2.3. Casca A casca é constituída de duas camadas, sendo uma delas mais interna, fina, fisiologicamente ativa, de cor clara, que conduz a seiva elaborada, denominada casca interna ou floema. A mais externa, composta de tecido morto, denominada casca externa ou ritidoma, tem a função de proteger os tecidos vivos da árvore contra o ressecamento, ataque de microorganismos e insetos, injúrias mecânicas e variações climáticas. 7.2.4. Câmbio Entre o alburno (xilema) e a casca interna (floema) encontra-se uma camada de células denominada região cambial ou câmbio. Este também é conhecido por câmbio vascular e é constituído por uma faixa de células meristemáticas secundárias que são responsáveis pela formação das chamadas células-mãe do xilema (lenho) e do floema (casca) 7.2.5. Anéis de crescimento Em regiões onde as estações do ano são bem definidas, as árvores apresentam, nas estações da primavera e verão, onde normalmente existe bastante luz, calor e água, um rápido crescimento que pode diminuir ou cessar nas estações do outono e inverno, quando ocorre frio intenso e pouca luz. Isso faz com que o câmbio tenha atividades periódicas, dando origem aos anéis de crescimento, que são bem distintos nas madeiras de gimnosperma ou conífera (Figura 8). Esses anéis ou camadas apresentam um aspecto concêntrico quando observados no plano transversal e em forma de cones superpostos quando vistos no plano longitudinal – tangencial (Figura 9). O crescimento do anel começa na primavera indo até um ou dois meses antes do outono. Assim, no decurso da estação de crescimento, uma completa camada de lenho novo é acrescentada entre a casca e o lenho anteriormente formado. Num anel, a madeira inicialmente formada recebe o nome de lenho inicial ou primaveril ou precoce. A madeira que se formou no fim do período de crescimento é denominada de lenho tardio, de verão ou estival. O lenho inicial apresenta células com paredes delgadas, diâmetro maior e comprimento relativamente menor do que as do lenho tardio. Portanto o lenho inicial é menos denso do que o tardio. Nas regiões de clima tropical, onde não há estações bem definidas, os anéis que se formam no caule podem não corresponder aos períodos anuais de crescimento, como também pode ocorrer o aparecimento de mais de um anel de crescimento durante o ano. Pode-se avaliar, com certa precisão, a idade de uma árvore do grupo das gimnospermas, pela contagem dos anéis de crescimento, no plano de topo, em um disco obtido do caule, rente ao 15 solo. Nas madeiras de angiospermas, de regiões tropicais, a contagem dos anéis de crescimento é muito difícil ou até impossível e, geralmente, não corresponde à idade da árvore. Figura 8 – Disposição esquemática das camadas de crescimento no tronco (BURGER & RICHTER, 1991). Figura 9 – Traqueídeo de um lenho inicial e do lenho tardio (CHIMELO, 1986). 8. FISIOLOGIA DA ÁRVORE A madeira é formada através de reações da fotossíntese, onde a água e sais minerais que estão no solo ascendem ao tronco pelo xilema ativo (responsável pela translocação da seiva bruta); ao chegar às folhas, ocorre a fotossíntese, na presença de luz, utilizando o CO 2 , que está presente na atmosfera, produzindo glucose (C 6 H 12 O 6 ) e liberando oxigênio. As árvores fabricam em suas folhas as substâncias para seu crescimento, mediante o processo conhecido por fotossíntese, que, resumidamente, pode ser expressa pela equação: A árvore funciona como uma fábrica biológica. As suas matérias-primas são a água, os sais minerais do solo e o dióxido de carbono do ar; os produtos acabados são o oxigênio e os constituintes orgânicos e outros anexos da planta. A árvore apresenta-se como um monumental cilindro de madeira que, graças a um complexo sistema de tubos de duplo sentido, liga um coletor de matérias-primas – o sistema radicular – a uma fábrica de elaboração de matérias orgânicas – a folhagem. A água, juntamente com os sais minerais, alcança a folha, percorrendo um longo caminho que se inicia no solo, próximo às raízes, flui através do tronco e galhos até alcançar as regiões superiores da planta, as folhas. O dióxido de carbono passa diretamente para o interior da folha, através de pequenos orifícios, denominados “estômatos”. O encontro da água com o dióxido de carbono, na presença de luz e clorofila, faz com que ocorra o processo que garante a sobrevivência, crescimento e reprodução das plantas. 16 O ciclo vital ocorre de uma maneira bem simples: as raízes retiram do solo a água e sais minerais, formando uma solução denominada SEIVA BRUTA, que é levada até as partes superiores da planta, através de canais condutores da região externa do alburno, onde se realiza a fotossíntese. A partir de então, a SEIVA ELABORADA percorre o caminho inverso (descendente), por outros canais condutores da região interna da casca (floema), distribuindo os nutrientes para o vegetal. As células que desempenham, por excelência, a função de condução de líquidos no lenho das Gimnospermas e Angiospermas são os traqueídeos longitudinais e os vasos, respectivamente (Figura 10). Ao contrário dos traqueídeos e dos vasos, que assumem a função de condução após sua morte, as células do floema, responsáveis pelo transporte da seiva elaborada,são células vivas, translocando os nutrientes pela pressão osmótica de seus protoplasmas. O armazenamento das substâncias nutritivas é feito nos tecidos parenquimáticos: medula, parênquima axial e parênquima radial ou raios. Ocasionalmente, fibras vivas, também podem armazenar sustâncias nutritivas. 8.1. Condução da seiva bruta: A teoria mais aceita atualmente para explicar a condução da seiva bruta é a da coesão- tensão, na qual a perda de água por transpiração atuaria como uma força de sucção de água. A perda de água por transpiração nas folhas faz com que suas células fiquem com força de sucção aumentada, Com isso, tendem a absorver, por osmose, água do xilema, onde a concentração é menor. A água passa então do xilema para as células do colênquima das folhas. Como as moléculas de água ficam muito coesas, elas permanecem unidas entre si e são puxadas sob tensão. Forma-se, assim, uma coluna contínua de água no interior do xilema, desde as raízes até as folhas. Sob essas condições, a água é absorvida do solo rapidamente, mesmo por raízes mortas, ou até mesmo sem a presença de raiz. Se cortarmos transversalmente o caule de uma planta e o mergulharmos em água, esta subirá até as folhas. É o que acontece quando colocamos ramos de flores em vasos com água. Segundo essa teoria da coesão-tensão, portanto a absorção e a condução de água estão relacionadas com a transpiração. A Figura 11 mostra a absorção e a transpiração. Figura 10 – Condução de líquidos no tronco (BURGER & RICHTER, 1980) Figura 11 – Relação entre absorção e transpiração (LOPES, 1994) 8.2. Condução da seiva elaborada A seiva elaborada é conduzida das folhas para as diversas partes da planta através dos tubos crivados do floema. Nas dicotiledôneas e gimnospermas, os vasos liberianos localizam-se 17 nas casca do caule, enquanto os vasos lenhosos, que conduzem a seiva bruta, localizam-se mais internamente, no xilema. A seiva elaborada circula, pela casca do caule. Desta forma, por falta de nutrição das raízes, a planta terminará por sucumbir. A seiva elaborada transporta não só o açúcar produzido nas folhas, como também aminoácidos, hormônios e outras substâncias dissolvidas na água. A condução da seiva elaborada é denominada translocação. A explicação mais aceita para a translocação é a hipótese do fluxo em massa ou hipótese do fluxo por pressão. Segundo essa hipótese, a seiva elaborada move-se através do floema, ao longo de um gradiente decrescente de concentração, desde o local onde é produzido (concentração alta) até um local onde é consumida (concentração baixa). 8.3. Sustentação do vegetal A função de sustentação é desempenhada nas gimnospermas e angiospermas principalmente pelas células alongadas que constituem, via de regra, a maior parte do xilema: os traqueídeos axiais, no caso das gimnospermas, chegam a uma proporção de até 95%, como no Pinheiro-do-Paraná, particularmente aqueles correspondentes ao lenho tardio; no caso das angiospermas, as fibras representam de 20 a 80% do lenho. 9. CRESCIMENTO O crescimento das árvores é devido à presença de tecidos designados meristemas (do grego meristos = divisível), dotados de capacidade de produzir novas células. O crescimento das árvores se deve à presença de certos tecidos, conhecidos como meristemas (meristos = divisível), dotados da capacidade de produzir novas células. No crescimento das árvores, percebe-se o crescimento em altura e em diâmetro. O crescimento em altura ocorre através de meristema apical, localizado nas gemas terminais ou brotos do ápice do tronco e dos ramos. Os meristemas apicais mantêm-se ativos durante toda a vida da árvore. Através de sucessivas divisões, novas células são acrescentadas para baixo, enquanto o tecido meristemático vai sendo deslocado para cima. As células produzidas pelo meristema apical irão constituir os tecidos primários, como a medula, o córtex, a epiderme etc. Nas plantas jovens e sob intensa competição, há uma predominância da planta pelo crescimento apical, em relação ao crescimento em diâmetro. O crescimento em diâmetro, também chamado de crescimento secundário, se deve à ação do meristema cambial, tecido constituído por uma camada de células do câmbio que se divide continuamente, graças à ação de hormônios. Há uma produção de células lignificadas, de paredes Retirando-se um anel completo da casca de um tronco (anel de Malpighi), podemos notar, após algumas semanas, que a casca logo acima do corte fica intumescida por acúmulo de seiva elaborada. As folhas continuam a receber a seiva bruta, mas as raízes e demais partes abaixo do corte deixarão de receber a seiva elaborada (Figura 12) Figura 12 – Anel de Malpighi em plantas (LOPES, 1994) 18 grossas (xilema) e uma camada de células de paredes delgadas (floema). Toda nova camada de floema na casca interna oprime o floema, formado no ano anterior, modificando-lhe a função. Simultaneamente, formam-se câmbios suberizados nas porções mais velhas da casca interna, produzindo camadas externas de células corticais suberizadas que morrem, desprendem-se e dão às árvores seus padrões característicos de casca. Os dois meristemas, apical e cambial, estão intimamente unidos, formando um sistema fisiológico único na árvore. 9.1 - Morfologia do Crescimento O crescimento pode ser entendido como um aumento de massa, peso ou volume num organismo, tornando-se uma das características fundamentais dos seres vivos. Além da presença da parede celular, os vegetais apresentam diferenças muito marcante, quando comparados aos animais, em relação ao tipo de crescimento. Os vegetais apresentam embriogênese indefinida (célula ou conjunto de células que se conservam embrionárias durante toda existência das plantas), enquanto que, nos animais, a embriogênese é definida. Assim, quando o eixo embrionário de uma semente inicia o processo de germinação, praticamente todas as células se dividem ativamente; com a continuação do seu crescimento, as divisões celulares ficam restritas a determinadas partes da planta, nas extremidades do caule e das raízes. 9.2. - Meristemas Primários Os meristemas primários caracterizam-se por promover o crescimento o crescimento em extensão (longitudinal) da planta, também chamado de crescimento primário. Esses tecidos determinam o crescimento em altura do caule e em profundidade da raiz. O meristema primário é, assim, denominado, pois as células que o compõem são as mesmas que existiam no eixo embrionário, em qualquer idade da planta; por exemplo, nos ápices do caule e das raízes de uma sequóia milenar, encontramos as mesmas células que existiam no embrião que deu origem à planta há mais de um milênio. Isto é bem possível porque as células meristemáticas, que fazem parte do meristema primário, são compostas de dois tipos de células: células iniciais e células derivadas. As células iniciais são células que se autoperpetuam (embriogênese indefinida), persistindo enquanto durar na vida de uma planta qualquer. As células iniciais dão origem às células derivadas e permanecem como tais, ou seja, quando uma célula inicial se divide, uma das células-filha continua a desempenhar a função da inicial, enquanto a outra célula-filha, depois de várias divisões, sofre diferenciação, especialização e fica madura. No meristema primário, existem regiões que possuem células em vários estágios de diferenciação, denominadas promeristema, protoderme, meristema fundamental e procâmbio. O promeristema é formado pelas células iniciais e suas derivadas próximas e é a região menos diferenciada do ápice caulinar; a protoderme compreende uma camada de células periféricas e dará origem à epiderme; o meristema fundamental é a porção do tecido meristemático que dará origem aos três tecidos do corpo primário da planta (parênquima, colênquima e esclerênquima) e, finalmente, o procâmbio, que dará origemaos tecidos condutores primários (xilema e floema). Se o caule cresce através das partes terminais (“pontas”), é possível imaginar uma árvore com cinco metros de altura e nela seja feita uma marca ou seja colocado um prego à altura de 1 metro do solo. Se, daqui a dez anos, a árvore estiver com quinze metros de altura, a marca feita há muitos anos atrás estará no mesmo nível, isto é, a 1 metro do solo, porque a árvore cresce pela ponta ou ápice. 9.3 - Meristemas Secundários Muitas plantas (algumas Gimnospermas e a maioria das Angiospermas), além do crescimento promovido pelos meristemas primários, que fazem com que as plantas cresçam em extensão (aumentam o seu eixo longitudinal ou axial - caule e raízes), apresentam crescimento em 19 diâmetro. Os meristemas secundários também são tecidos com capacidade de divisão; diferem dos meristemas primários, principalmente por não serem constituídos pelas mesmas células que se encontram no eixo embrionário da semente; são, assim, denominados, porque são formados por tecidos adultos que foram previamente originados pelos sistemas primários. Existem dois tipos de meristemas secundários: o câmbio vascular e o felogênio. Assim, as células do câmbio vascular e do felogênio, que possuem capacidade de divisão celular, são meristemáticas e são originadas de células já diferenciadas do corpo primário. São células que, mesmo adultas, já diferenciadas, são potencialmente meristemáticas e readquirem a capacidade de divisão celular. A Figura 13 apresenta, esquematicamente e de uma forma simplificada, a seqüência do desenvolvimento dos tecidos primário e secundários. 9.4 - Câmbio Vascular Na maioria das Monocotiledôneas e em muitas Dicotiledôneas herbáceas não existe o câmbio ou, quando presente, é apenas vestigial ou não funcional. Nas Monocotiledôneas, todas as células do procâmbio se diferenciam em xilema ou floema primários, mas não se forma o câmbio vascular. Essas plantas, portanto, não produzem xilema e floema secundário. As células que constituem o câmbio são denominadas iniciais cambiais e são de dois tipos: as iniciais fusiformes e as iniciais radiais. As primeiras são alongadas e as segundas são ligeiramente arredondadas (Figura 14). As iniciais fusiformes são responsáveis pela formação de todo sistema axial do caule (fibras, traqueídeos, parênquima axial e elementos de vasos) e as iniciais radiais originam o sistema radial (raios). Figura 13 - Seqüência do desenvolvimento dos tecidos primário e secundários. Figura 14 – Células do câmbio e suas respectivas estruturas formadas. O crescimento em diâmetro do caule é realizado graças às iniciais fusiformes que se dividem tangencialmente em duas células. Uma delas permanece meristemática como a cambial 20 inicial e a outra cresce, se divide uma ou mais vezes diferenciando-se em célula madura do floema ou xilema. A formação de novas células dá-se da seguinte maneira: em uma célula do câmbio (célula- mãe ou inicial) surge uma parede num plano tangencial (periclinal), originando duas células mais estreitas, absolutamente idênticas no inicio. Uma das duas células mantém o seu caráter embrionário e sofre um aumento de tamanho tornando-se uma célula-mãe original. A outra célula se diferenciará em um elemento constituinte ou do lenho (xilema) ou do floema (casca interna). Se a célula que mantém o seu caráter embrionário é a mais externa das duas, a outra célula contígua irá constituir o xilema. Se for a mais interna, a outra irá formar o floema (Figura 15). Uma vez formada, a nova célula xilemática irá sofrer um processo de diferenciação que envolve modificações na forma e tamanho, até se constituir num dos elementos típicos do lenho em questão, conforme determinação do código genético que a originou. A espessura do xilema é muito superior à do floema devido às inicias cambiais produzirem maior numero de células mãe de xilema do que de floema. Além disso, após um período de aproximadamente um ano, o floema perde a sua atividade, se desloca para o exterior, vindo a constituir a casca externa que se descama periodicamente (Figura 16). Com exceção das células parenquimáticas (raios e parênquima axial), que armazenam substâncias nutritivas e apresentam grande longevidade, apenas as células mais jovens do lenho próximas ao câmbio são células vivas, apresentando núcleos e conteúdo celular. As demais morrem precocemente, perdendo o seu protoplasma; tornam-se simplesmente tubos ocos, nos quais apenas a estrutura da parede celular é mantida. Figura 15 - Atividade estacional do câmbio vascular Figura 16 – Esquema de divisão celular do câmbio para o crescimento em espessura do tronco: c – câmbio; P – floema; X = xilema. (PANSHIN & ZEEUW, 1980). Nas regiões tropicais, o câmbio vascular de certas plantas é permanentemente ativo, de tal maneira que as células cambiais se dividem continuamente; as células resultantes sofrem uma constante e gradual diferenciação para formar os elementos de xilema e floema secundários. Noutras regiões localizadas nas regiões subtropicais, de clima temperado (Europa e América do Norte), quando as estações do ano são bem definidas, no período de abril a outubro de cada ano, há grande incidência de luz, elevação da temperatura e alta precipitação, promovendo alta atividade fisiológica e resultando em rápido desenvolvimento das árvores; a madeira formada nesse período é chamada de madeira de lenho inicial, juvenil ou primaveril e as suas células se caracterizam por apresentar paredes finas, lumes grandes, coloração clara e baixa densidade; no período de novembro a abril, nessas regiões temperadas, predominam as condições desfavoráveis para o desenvolvimento das árvores (ausência de luz, baixa temperatura e presença de geada e nevascas), reduzindo a atividade fisiológica e o câmbio cessa quase toda a sua atividade; a c – Célula Mãe X – Célula Madura de Xilema X1 (a , a1 , b , b1) , X2 (a , b) – Célula Mãe de Xilema e seus derivados P e P1 – Células Mãe de Floema 21 madeira formada nesse período é chamada de lenho tardio ou outonal, caracterizado por células de paredes espessas, lumes reduzidos, coloração escura e alta densidade. Esta atividade estacional anual do câmbio vascular forma os anéis de crescimento, facilmente perceptíveis num corte transversal de madeiras, notadamente das Gimnospermas (Figura 17). Figura 17 – Anéis anuais de crescimento e lenho inicial e lenho tardio em Pinus taeda (KLOCK, 1993) Nas regiões tropicais, quando as estações do ano são bem definidas, os anéis que se formam no caule não correspondem necessariamente aos períodos anuais de crescimento; na maioria das folhosas, os anéis de crescimento são indistintos e, até mesmo, imperceptíveis. É comum encontrar-se, em certas árvores, os anéis descontínuos (árvores muito velhas, com copa assimétrica, não formando um círculo completo em torno da medula) e os falsos anéis de crescimento (mais de um anel por período vegetativo), ambos motivados por variações ambientais bruscas, queimadas, ataques de insetos, poluição etc. A espessura e a regularidade dos anéis de crescimento, além de serem indicadores da qualidade da madeira para certos usos, podem oferecer importantes subsídios para o conhecimento da formação da madeira, tratos culturais, bem como para a obtenção de informações adicionais, como idade (Dendrocronologia). 10. CONSTITUIÇÃO ANATOMICA DO CAULE: 10.1. DAS GIMNOSPERMAS: Estima-se que existam 675 espécies, distribuídas em 63 gêneros das Gimnospermas. Dentro do reino vegetal, as Gimnospermas são consideradas exemplares primitivos, apresentando na sua madeira uma constituição anatômica bem mais simples e menos especializada do que a das Angiospermas Dicotiledôneas. A composição volumétrica estimada dos constituintes celulares de uma Gimnosperma típica é a seguinte: Traqueídeos longitudinaise radiais............................................................. 93% Raios lenhosos (parênquima)....................................................................... 6% Canais resiníferos longitudinais.................................................................. 1% As porcentagens citadas destacam a importância que os traqueídeos desempenham no fluxo de fluido nas gimnospermas. Um dos aspectos característicos da madeira das gimnospermas é a ausência de vasos. Elas são compostas principalmente de células semelhantes a tubos, longas; são estreitas e com as extremidades fechadas. Essas células chamadas traqueídeos têm suas paredes finas no lenho inicial e espessas no lenho tardio (Figura 18). 22 Figura 18 – Diagrama de um lenho de gimnosperma 10.1.1. Traqueídeos axiais ou longitudinais: São células alongadas e estreitas, mais ou menos pontiagudas, que ocupam até 95% do volume da madeira. Uma vez formados pelo câmbio, estes elementos celulares têm uma longevidade muito curta; perdem o conteúdo celular tornando-se tubos ocos de paredes lignificadas, que desempenham as funções de condução e sustentação no lenho. Para que ele realize a circulação de líquidos extraídos do solo pelas raízes nas regiões periféricas do alburno, as paredes destas células apresentam pontuações areoladas, pelas quais os líquidos passam de célula para célula. 10.1.2. Traqueídeos radiais: Os raios, principalmente das madeiras da família pinácea e, excepcionalmente cupressáceas, apresentam paredes secundárias lisas ou denticuladas e pontuações areoladas menores do que as dos traqueídeos axiais. Os raios que apresentam traqueídeos radiais são denominados heterogêneos e que possuem somente células parenquimáticas radiais são denominados homogêneos. 10.1.3. Raios Lenhosos (Parênquima radial): Os raios das gimnospermas são constituídos quase sempre por uma só fileiras de células parenquimáticas de largura (unisseriados), ocasionalmente duas células de largura (bisseriados) e de uma a vinte cinco, raramente até 50 células de altura. Nas madeiras que apresentam canais resiníferos radiais, os raios são multisseriados na parte central e são denominados fusiformes. 10.1.4. Parênquima longitudinal ou axial: Nas gimnospermas, o parênquima longitudinal ocorre nas famílias taxodiáceas, cupressáceas e podocarpáceas; enquanto que em araucariácea e taxácea não ocorre esse tipo de parênquima. PLANO A - 1-1 a - anel de crescimento; 2 - canal de resina; 3-3 a = raio; a-a’ = traqueídeos longitudinais; b - células epiteliais; c - células do raio; d - par de pontuação; e - pontuação areolada; f, g - par de pontuação; h - par de pontuação entre traqueídeo e parênquima radial. PLANO B - 4-4 a - traqueídeos longitudinais; 5-5 a - raio uniseriado; i, j = pontuação areolada; k - traqueídeos radiais; 1 - células de parênquima radial. PLANO C - 6-6 a - traqueídeos longitudinais; 7-7 a - raio; m - extremidade de traqueídeo longitudinal; n - pontuação areolada; p - células de parênquima radial; r = canal de resina transversal. 23 Nas madeiras de gimnospermas que apresentam canais resiníferos como as do gênero pinus, larix e pseudotsuga, o parênquima axial encontra-se somente circundando e cobrindo aqueles canais. Esse parênquima é denominado parênquima epitelial longitudinal. 10.1.5. Células epiteliais: São células de parênquima axial, especializadas na produção de resina, que delimitam os canais resiníferos formando um epitélio. Morfologicamente, distingue-se dos elementos de parênquima axial normal por serem mais curtas e hexagonais e conterem um núcleo grande e denso citoplasma enquanto vivas. As células epiteliais podem apresentar paredes espessas e lignificadas como em Picea, Larix e Pseudotsuga, ou paredes finas não lignificadas como em Pinus; trata-se de um detalhe com valor diferencial. 10.1.6. Canais resiníferos: São definidos como espaços intercelulares com forma tubular. Tanto interna como externamente eles são revestidos por uma ou mais camadas de células parenquimáticas que no conjunto, recebem a denominação de epitélio ou parênquima epitelial ou resinífero. Esses canais podem ser verticais e horizontais e os primeiros podem ser normais ou traumáticos. Estes podem surgir por qualquer injúria que ocorrer na árvore. Os canais resiníferos, circundados por células parenquimáticas epiteliais, ocorrem nos gêneros Pinus, Abies, Pseudotsuga e Picea, todos da família Pinaceae. Devido ao menor número de caracteres diagnósticos, a sua identificação é, conseqüentemente, mais difícil. Um dos aspectos característicos da madeira de Gimnospermas é a ausência de vasos, presença de traqueídeos e anéis anuais de crescimento bem definidos, com os lenhos tardio e inicial bem destacados, principalmente quando os plantios se localizam em regiões de climas temperados. A Figura 10 apresenta uma madeira típica de uma Gimnosperma, num corte transversal, destacando os anéis de crescimento e os canais de resina. Os canais normais ocorrem de maneira difusa nas camadas de crescimento, com ligeira tendência para uma maior concentração no lenho tardio. Os de origem traumática apresentam-se sempre juntos, formando séries tangenciais, geralmente no lenho inicial. Canais resiníferos axiais (Figura 19) podem surgir em conseqüência de ferimentos provocados na árvore, mesmo em madeiras em que são normalmente ausentes (Tsuga e Abies), e são designados canais resiníferos traumáticos. Estes canais apresentam uma distribuição especial muito peculiar, que facilmente os distinguem dos canais resiníferos normais. Estes últimos ocorrem de forma difusa na madeira, enquanto que aqueles surgem em faixas tangenciais regulares, correspondentes à época em que foram originados. De acordo com este princípio, procede-se à exploração comercial as resinas de algumas espécies (Pinus sp), que é aproveitada como matéria- prima na fabricação de tintas, vernizes, sabões, inseticidas etc. Os canais de resina podem ser verticais e horizontais e podem surgir devido a qualquer injúria que ocorre na árvore; os canais verticais podem ser normais ou traumáticos. Os canais normais ocorrem de maneira difusa nas camadas de crescimento, com ligeira tendência, para uma maior concentração, no lenho tardio; os canais de origem traumática se apresentam sempre juntos, formando séries tangenciais, geralmente no lenho inicial. Os canais resiníferos longitudinais podem surgir em conseqüência de ferimentos provocados na árvore, mesmo nas espécies em que são normalmente ausentes (Tsuga e Abies) e são designados de canais resiníferos traumáticos, facilmente distintos dos canais resiníferos normais. Estes últimos ocorrem de forma difusa no lenho tardio da madeira, enquanto os traumáticos, correspondentes à época em que foram originados, ocorrem em faixas tangenciais regulares, sempre juntos e no lenho inicial. A resinagem de algumas espécies de Pinus é feita com base nessa informação; a resina extraída do Pinus é matéria-prima para a fabricação de tintas, vernizes, inseticidas, sabões etc. Em algumas madeiras, os canais resiníferos estão sempre presentes (Pinus, Picea, Larix, Pseudotsuga) e noutras estão sempre ausentes (Sequoia e Araucaria). Os canais resiníferos são, geralmente, ausentes, no lenho das coníferas nativas brasileiras, ou seja, em Araucaria angustifólia, Podocarpus lambertii e Podocarpus selowii. Seus diâmetros (entre 30-100 mm) e freqüência variam muito, podendo ser vistos a olho nu em muitas espécies, como em Pinus elliottii. 24 Figura 19 – Canal resinífero em Pinus sp, delimitado por células epiteliais (BURGER & RICHTER, 1991). 10.1.7.Campo de cruzamento: É a área de contato entre as paredes radiais dos traqueídeos longitudinais e as paredes transversais das células do parênquima radial. A forma, o tamanho, o número e o arranjo das pontuações nos campos de cruzamento são bastantevariáveis nas madeiras de Gimnospermas e ajudam na identificação das mesmas. 10.1.8. Pontuações: As paredes secundárias dos traqueídeos contêm interrupções ou lacunas que são denominadas pontuações. Estas por apresentarem a forma circular ou de rosca, são denominadas pontuações areoladas. Nos traqueídeos do lenho inicial elas são grandes e com abertura interna circular. As do lenho tardio são menores e com aberturas internas ovaladas. Pontuações – a disposição da parede celular não ocorre de forma regular e contínua no interior das células; existem interrupções nas paredes secundárias dos traqueídeos ou lacunas, que são denominadas pontuações. A função de pontuação é estabelecer comunicação com as células vizinhas, para a passagem de líquido ou gás. Basicamente, existem dois tipos de pontuação: Pontuação simples - é uma interrupção na parede secundária dos traqueídeos como uma forma de comunicação com a célula vizinha. A cavidade da pontuação permanece com igual largura ou se torna mais ampla ou estreita, gradualmente na direção do lume. Quando o contato ocorrer entre uma célula parenquimática ou elemento de vaso (pontuação simples) com um traqueídeo longitudinal (pontuação areolada) forma-se um par de pontuações semi-areolado, estando a aréola situada do lado do traqueídeo. Normalmente duas pontuações correspondentes em traqueídeos adjacentes formam um par de pontuações areoladas. Pontuação areolada - é um tipo de interrupção que ocorre quando a parede secundária se afasta da parede primária, formando um abaulamento, de forma circular, sobre a cavidade da pontuação (câmara da pontuação), deixando uma abertura (poro) no centro da saliência (Figura 20). A cavidade se estreita bruscamente na direção do lume. A parte central, espessada da membrana da pontuação, é chamada torus. A parte da membrana que envolve o torus é constituída de um retículo microfibrilar e é conhecido como retículo de sustentação ou margo. Nas Gimnospermas, as pontuações areoladas são as únicas fontes de comunicação existentes entre os traqueídeos, uma vez que esse tipo de célula não apresenta placa de perfuração. Nos traqueídeos de lenho inicial ou precoce, as pontuações areoladas são grandes e 25 com aberturas internas circulares. Nos traqueídeos de lenho tardio, as pontuações são menores e com aberturas internas ovaladas. Geralmente, as pontuações ocorrem em uma só fileira na parede do traqueídeo, podendo ocorrer exceções com duas ou mais fileiras de pontuações, no lenho juvenil de algumas Taxodiáceas e Pináceas; há casos, inclusive, de arranjo alternado de pontuações, como em Araucaria angustifolia. Nas pontuações areoladas, a disposição pode ser, assim, distribuídas: Alterna – quando as pontuações estão alinhadas diagonalmente. Oposta - quando as pontuações estão dispostas em pares ou em curtas fileiras horizontais. Escalariforme - quando as pontuações se apresentam alongadas e dispostas horizontalmente em forma de barras. Figura 20 – Esquema de pontuação areolada (CHIMELO, 1986). Figura 21 – Pontuação simples ( A ) e pontuação areolada ( B ) e semi areolada (C) (CHIMELO, 1986). Normalmente, a pontuação de uma célula corresponde à pontuação da célula adjacente, formando um par de pontuações. Assim, duas pontuações em traqueídeos adjacentes formam um par de pontuações areoladas (Figura 21). Quando isso não acontece, a pontuação é dita cega. As paredes das células do parênquima axial ou radial são providas de pontuações simples, isto é, não apresentam aréola. Quando houver correspondência entre duas pontuações simples forma-se um par de pontuação areolada. Quando houver correspondência entre duas pontuações simples forma-se um par de pontuações simples. Quando o contato for entre uma célula parenquimática e um traqueídeo longitudinal forma-se um par de pontuações semi-areolado, estando a auréola do lado do traqueídeo (Figura 22). O torus presente na membrana das pontuações das gimnospermas pode estar aderente à abertura da pontuação e, nesse caso, diz-se que ele está aspirado, situação que pode obstruir completamente a abertura da pontuação. Essa obstrução, que pode ser causada por pressões oriundas de tensões exercidas por fluidos nas aberturas da membrana, está relacionada com a permeabilidade das gimnospermas (Figura 23). As pontuações também ocorrem nas Angiospermas e, quando um vaso estabelece um contato com outro vaso, as pontuações são denominadas intervasculares; quando um vaso está 26 em contato com um raio, as pontuações são denominadas raio-vasculares; e quando a comunicação é de vaso com o parênquima longitudinal, as pontuações são denominadas parênquimo-vasculares. Nas áreas de contato entre vaso e fibra, muito raramente existe ou inexiste a pontuação. Figura 22 – Esquema ilustrativo de pares de pontuações (HAYGREEN & BOWYER, 1989) Figura 23 – Esquema ilustrativo de pares de pontuação aberta e aspirada (CHIMELO, 1986). 10.2. Caminho dos fluidos nas Gimnospermas: O fluxo de fluidos no sentido longitudinal é realizado através dos traqueídeos longitudinais; como são ocos e vazios, o fluido entra no lume, flui livremente na madeira através do comprimento dos traqueídeos e passa para o lume dos traqueídeos adjacentes, através das pontuações areoladas. O fluxo, no sentido radial, é realizado através dos raios na superfície tangencial, fluindo ao longo das células radiais por difusão e passando de uma célula a outra, através da membrana das pontuações simples. Das células radiais, os fluidos podem difundir-se através da membrana das pontuações semi-areoladas (campo de cruzamento) e caminhar para o lume dos traqueídeos longitudinais adjacentes. Como as pontuações areoladas se concentram nas paredes radiais dos traqueídeos e não são encontradas nas paredes tangenciais, o fluxo radial de lume a lume nos traqueídeos é quase impossível, em virtude da ausência de pontuações nessa direção. Na direção radial, o fluxo só poderia caminhar em zigue-zague, através dos traqueídeos. O fluxo na direção tangencial dos anéis de crescimento é realizado quando os fluidos entram na madeira pela superfície radial. Como as pontuações que ligam um lume ao outro estão concentradas nas paredes radiais dos traqueídeos, os fluidos correm através das membranas das pontuações areoladas dos traqueídeos adjacentes. “CURIOSIDADES As espécies de coníferas detêm vários recordes. Os seres vivos mais altos, mais corpulentos e mais velhos que existem na Terra pertencem às pinófitas. O mais alto é uma sequóia que foi relatada como tendo uma altura de 112,34 m. O mais corpulento é uma outra sequóia que tem um volume de 1486,9 m³. A árvore com o maior diâmetro de tronco é um cipreste de Montezuma, com 11,42 m de diâmetro, e a mais velha é um pinheiro com 4700 anos. Apesar do número total de espécies de coníferas ser relativamente pequeno, elas têm imensa importância ecológica, uma vez que são as plantas dominantes em vastas áreas da Terra, http://pt.wikipedia.org/wiki/Seres_vivos http://pt.wikipedia.org/wiki/Sequ%C3%B3ia http://pt.wikipedia.org/wiki/Tronco_(%C3%B3rg%C3%A3o_vegetal) http://pt.wikipedia.org/wiki/Ecologia 27 principalmente nas florestas boreais, mas também em montanhas com clima semelhante em regiões temperadas ou tropicais”. 10.3. DAS ANGIOSPERMAS: As Angiospermas Dicotiledôneas, que representam a grande maioria das árvores nativas brasileiras, são vegetais mais evoluídos e a sua estrutura anatômica é bem mais especializada e complexa do que a das Gimnospermas, por apresentar um número bem maior de caracteres em sua composição. As principais células que constituem a madeira das Angiospermas são as fibras, elementos vasculares, células do parênquima longitudinal e células do parênquima radial. Além disso, algumas espécies apresentam células oleíferas, tubos taniníferos, canais secretores, inclusões minerais etc. (Figura