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1 Principais agentes deterioradores da madeira e principais formas de preservação Adinael Éder da Silva SOARES1, Wesley Duarte da SILVA1 1Estudante do Curso de Engenharia Florestal- UNIR – Universidade Federal de Rondônia; E-mail: adianel.e@hotmail.com, wesleyduarteds@gmail.com Resumo: Em condições favoráveis, as espécies florestais são suscetíveis ao ataque de fungos xilófagos, ocasionando com isso a chamada biodeterioração da madeira. A presente revisão de literatura tem por objetivo abordar os principais agentes deterioradores da madeira e suas principais formas de controle e preservação da madeira, bem como os principais preservantes utilizados. Em termos gerais, os fungos são os principais agentes deterioradores da madeira e o grau de proteção obtido depende do preservante utilizado, da penetração, retenção e a distribuição apropriada do produto químico na madeira. Deve-se considerar a busca de produtos preservativos e processos de tratamento de menor impacto ao meio ambiente e higiene e segurança, a disponibilidade de produtos no mercado brasileiro, os aspectos estéticos, aceitação de acabamento e a necessidade de monitoramento contínuo. Palavras-chave: Tratamento preservativo. Biodeterioradores. Deterioração da madeira. 1. Introdução É notório que ambientes com alta umidade favorecem o aparecimento de organismos que deterioram diversos tipos de materiais lignocelulósicos, causando danos irreversíveis. São organismos capazes de se desenvolverem em condições extremas de temperatura e umidade e que apresentam difícil controle (Ribeiro, 2011). A madeira é considerada um valioso produto florestal e, sem dúvida, é um dos materiais orgânicos mais importantes e com diversas aplicações (Yilgor et al., 2013). Devido à complexidade anatômica e química pode sustentar uma rica comunidade de espécies de fungos e de outros microrganismos (Hanada et al., 2003). Os agentes degradadores da madeira podem ser bióticos ou abióticos, sendo os primeiros os mais relevantes, por serem mais efetivos no processo de degradação (Trevisan et al., 2008). Diversos organismos na natureza podem de uma forma direta ou indireta, utilizar estes componentes da madeira como fonte de energia, ocasionando com isso a chamada biodeterioração da madeira. Estes organismos são chamados "organismos xilófagos" (Florian, 2013). 2 Os organismos que deterioram a madeira são, principalmente, fungos apodrecedores, insetos de várias espécies de cupins, besouros, vespas e formigas e organismos marinhos representados por algumas espécies de crustáceos e moluscos. A madeira sofre degradação biológica porque os organismos reconhecem os polímeros naturais da parede celular como fonte de nutrição, e alguns deles possuem sistemas enzimáticos específicos capazes de metabolizá-los em unidades digeríveis (Oliveira et al., 1986). Dentro deste pressuposto, a presente revisão de literatura tem por objetivo abordar os principais agentes deterioradores da madeira e suas principais formas de controle e preservação da madeira, bem como os principais preservantes utilizados. 2. Desenvolvimento 2.1 Agentes biodeterioradores da madeira 2.1.1 Fungos Vários organismos estão envolvidos no processo de degradação, mas em termos gerais, os fungos são os principais agentes deterioradores da madeira (Chadeganipour et al., 2013), causando a diminuição da resistência mecânica (Terho et al., 2007; Nicolotti et al., 2009), caracterizada pelo surgimento de bolores superficiais, manchas ou apodrecimentos na madeira (Mesquita et al., 2006), e além disso, os fungos desempenham um papel fundamental na decomposição da matéria orgânica (Yang et al., 2012). Madeiras atacadas por fungos geralmente apresentam mudanças da coloração em sua estrutura (Hanada et al., 2003). A resistência da madeira à deterioração é a capacidade intríseca à espécie de resistir à ação de agentes deterioradores, sejam biológicos, físicos ou químicos (Paes, 2002). A madeira sob ataque de fungos apresenta alterações na composição química, redução da resistência mecânica, diminuição de massa, modificação da cor natural, 3 aumento da permeabilidade, redução da capacidade acústica, aumento da inflamabilidade, diminuição do poder calorífico e maior propensão ao ataque de insetos, comprometendo, dessa forma, a sua qualidade e inviabilizando a sua utilização para fins tecnológicos (Santos, 1992). Para que o fungo possa instalar-se na madeira há necessidades de algumas condições, e uma vez instalado possa desenvolver-se e utilizar os seus constituintes. Essas condições são: fonte de alimento, teor de umidade da madeira, pH, temperatura favorável e oxigênio do ar, ainda que seja em pequena quantidade (Oliveira et al., 1986; Moreschi, 2005). 2.1.2 Condições favoráveis para o desenvolvimento de fungos em madeiras Altos teores de umidade da madeira favorecem o aparecimento de fungos deterioradores. Os fungos apresentam uma considerável diferença nas suas necessidades de umidade, e são consideradas ideais as seguintes faixas de teor de umidade na madeira para os diferentes fungos conforme descrito abaixo (Moreschi, 2005). Em condições favoráveis, as espécies florestais são suscetíveis ao ataque de fungos xilófagos (Hanada et al., 2003), sendo que fatores como local de abate da árvore e beneficiamento da madeira, temperatura e umidade elevadas da região Amazônica, favorecem ao ataque destes agentes (Sales-Campos et al., 2000). Hunt e Garrat (1962), Eaton e Hale (1993) afirmam que teores de umidades na madeira abaixo de 20% inibem por completo o ataque por fungos. Quanto ao 33 excesso de umidade, os fungos de podridão mole são os que resistem bem a essas condições. 2.1.3 Insetos 4 De acordo com Florian (2011) os insetos são organismos da Classe Insecta, popularmente conhecidos como "Brocas de Madeiras", causam enormes danos às madeiras, sendo que seu ataque superado apenso pelos fungos. Os principais insetos que atacam as madeiras estão distribuídos dentro das cinco ordens abaixo relacionadas, dentre as 26 existentes: • Isoptera (Cupins) • Coleoptera (Besouros, Carunchos, Brocas) • Hymenoptera (Vespas, Abelhas, Formigas) • Diptera (Moscas e Mosquitos) • Lepidoptera (Borboletas e Mariposas) Contudo, as principais ordens que causam danos madeira são Isoptera e Coleoptera. Isoptera (Cupins) Segunda Silva et al. (2004) os cupins de madeira seca pertencem à família Kalotermitidae, que engloba várias espécies, entre elas Cryptotermes brevis, que vive exclusivamente dentro da madeira da qual se alimentam, formando colônias. Do ponto de vista econômico, tal espécie é a mais importante no Brasil. Lepage (1986) afirmou que os cupins desse grupo instalam suas colônias em peças de madeira, com baixos teores de umidade, variando de 10 a 12%, e não exigem contato com o solo. Cryptotermes brevi este cupim tem grande potencial de destruição, causando danos em madeiras das estruturas de edificações, em móveis, livros e demais produtos oriundos da celulose, trazendo como consequência inúmeros prejuízos em áreas urbanas em todo o mundo (HARRIS, 1971). Ela é considerada a principal praga das construções do sudeste brasileiro, apesar de ocorrer também nas regiões norte e sul do Brasil infestando, sobretudo, o madeiramento das edificações (Araujo, 1977; Fontes, 1996). Coleoptera (Besouros) Lyctus sp. As espécies de insetos que fazem galerias no interior das plantas são conhecidas como brocas, sendo a ordem Coleoptera uma das maiores em número de espécies com 5 hábito broqueador (Ferreira-Filho et al., 2002). A ordem Coleoptera é considerada a maisdiversa entre os insetos, com aproximadamente 300.000 espécies descritas. Esse grupo se sobressai, também, pela abundância nos mais diferentes ecossistemas e atua em vários níveis tróficos, o que pode classificá-los como pragas agrícolas e florestais, polinizadores, dispersores de sementes, predadores e decompositores (Triplehorn e Johnson, 2011). Várias são as famílias que possuem espécies de hábito broqueador, no entanto as mais importantes economicamente são Cerambycidae, Curculionidae (Scolytinae, Platypodinae), Bostrichidae, Lyctidae e Anobiidae. As espécies representantes destas famílias podem atacar a madeira, desde a árvore viva até seca em um gradiente cecrescente de umidade (OLIVEIRA et al., 1986). As brocas, como também outros organismos xilófagos, têm seus hábitos alimentares estreitamente relacionados com o teor de umidade da madeira. De modo geral, o ataque pode ocorrer sob as seguintes condições: madeira com teor de umidade abaixo de 30% é atacada por Anobiidae e Lyctidae; madeira em fase de secagem é atacada por Bostrichidae; árvores recémabatidas, ainda com alto teor de umidade e liberando substâncias químicas, atraem mais intensamente insetos das famílias Scolytidae e Platypodidae, embora ambas também sejam relatadas atacando árvores vivas; por fim, há uma faixa que compreende desde árvores vivas até troncos em adiantada decomposição, que normalmente sofre ataques de Cerambycidae. 2.2 Principal Agente físico deteriorador da madeira 2.2.1 Fogo A madeira, quando é submetida a uma situação de incêndio, irá queimar. Porém, tanto a madeira quanto o carvão oriundo da combustão da primeira são isolantes térmicos e retardam o fluxo de calor para o interior da seção, abrandando a velocidade da degradação térmica e retardando o avanço da frente de carbonização. Dessa forma, quando submetidos ao fogo, os elementos estruturais de madeira exibem em seus interiores, após a camada carbonizada, uma estreita camada aquecida, cujas propriedades mecânicas são afetadas pelo calor, e um núcleo inalterado (FIgueroa e Moraes, 2009). 6 Segundo White (2002), a resistência ao fogo de um elemento ou estrutura de madeira depende da existência de uma camada protetora ou espessura da camada carbonizada da madeira e das dimensões da seção residual, as quais dependem da taxa de carbonização da espécie de madeira usada. A resistência ao fogo de uma estrutura de madeira depende fortemente da sua superfície especifica. Estruturas com grandes secções transversais de madeira maciça ou lamelada-colada apresentam elevada resistência ao fogo, enquanto elementos com secção transversal diminuta apresentarão mau desempenho. 2.3 Processos de preservação da madeira Vários métodos são aplicados para retardar a ação de organismos deterioradores. O método mais amplamente adotado é o da impregnação da madeira com substâncias tóxicas a esses organismos. Cavalcante (1982) descreve vários processos que consistem da impregnação da madeira com diferentes produtos, sendo que a escolha de cada processo e produto depende principalmente do ambiente onde a madeira vai ser utilizada. Graham (1973) comenta que a prática de proteção de madeiras já é aplicada desde as civilizações antigas da Birmânia, China, Egito, Grécia e Itália, que procuravam protegê- las a madeira com óleos vegetais, animais e minerais. Conforme Mendes e Alves (1988), toda substância química capaz de provocar o envenenamento dos componentes celulares da madeira, tornando-os, consequentemente, resistentes ao ataque de fungos e insetos, é considerado um preservativo de madeira. Ainda de acordo com os autores, para ser considerado um bom preservante, este deve, teoricamente, apresentar boa toxidez, não ser volátil nem lixiviável, ter alta fixação na madeira, não corroer metais, não ser inflamável, não alterar propriedades físico- mecânicas da madeira, e não ser tóxico ao homem nem aos animais. Dificilmente se encontrará um preservativo que reúna todas estas características, assim, dependendo do 7 tipo de material a ser tratado e de onde a madeira será exposta, somente algumas destas características serão necessárias. 2.4 Preservantes de madeira Na literatura encontra-se que, toda substância química capaz de provocar o envenenamento dos nutrientes celulares da madeira tornando-a, conseqüentemente, resistente ao ataque de fungos e insetos é denominado preservativo ou preservante de madeira. O grau de proteção obtido depende do preservante utilizado, da penetração, retenção e a distribuição apropriada do produto químico na madeira (Mendes; Alves, 1988). 2.4.1 Classificação dos preservantes De acordo com Santini (1988), os parâmetros usualmente empregados no julgamento da qualidade de um tratamento preservativo, do ponto de vista de sua aplicação na madeira, são a penetração no lenho e a retenção. Carvalho (1966) e Lepage (1986) afirmam que esses parâmetros fornecem o verdadeiro grau de proteção à madeira, sendo considerados de máxima importância no controle de qualidade do tratamento efetuado. Para avaliar a eficiência de um determinado preservante no combate à deterioração biológica pode-se lançar mão de alguns ensaios. Estes podem ser ensaios de laboratório ou de campo, conhecidos como apodrecimento acelerado e campo de apodrecimento, respectivamente (Lopez e Milano, 1986). De acordo com Hunt e Garrat (1962) os produtos preservantes podem ser classificados de acordo com suas características físicas e químicas, em dois grupos: a) preservantes oleosos e oleossolúves; b) preservantes hidrossolúveis. Onde os preservantes hidrossolúveis são os que utilizam a água como solvente e normalmente são constituídos de sais metálicos, que incluem várias substâncias químicas 8 na sua formulação, como arsênio, cromo, cobre, boro, zinco e flúor. Geralmente, eles contêm mais de uma substância química na sua formulação, para várias finalidades. 2.4.2 Principais tipos de preservantes Entre os produtos hidrossolúveis relacionados ao presente trabalho está o CCA e o CCB e são descritos a seguir: O arseniato de cobre cromatado (CCA), é constituído por compostos contendo os elementos arsênio, cobre e cromo, com uma tradição de uso que remonta há mais de setenta anos. O CCA é o preservante de maior utilização na atualidade (FREITAS, 2002). Strategis (2004) relata que o preservante é altamente eficaz, protegendo a madeira da podridão por fungos, cupins, agentes marinhos, da luz ultravioleta e também tem a possibilidade de adicionar repelente a água, para melhorar sua resistência à absorção de umidade 49 pela madeira. Após o tratamento não exala odores e nem vapor tóxico irritante ao homem, e também não aumenta a sua combustibilidade (Lepage, 1986). Barillari e Freitas (2002) ressaltam que mesmo sendo o CCA o preservante hidrossolúvel mais utilizado para tratamento de madeira, com inúmeros registros comprovando sua eficiência e a sua segurança, as restrições quanto ao uso da madeira tratada com este preservante têm aumentado. Essas restrições têm sido impostas principalmente na Comunidade Européia, tendo como base a perda dos componentes do CCA ao longo do tempo, por lixiviação ou volatilização, o que poderiam trazer riscos de contaminação do ser humano e do meio ambiente. O CCB (borato de cobre cromatado) ou sais de Wolman, é um composto que tem como ingredientes ativos o cobre, o cromo e o boro. O preservante hidrossolúvel CCB é o segundo mais utilizado no Brasil e recomendado onde se queira dar proteção fungicida, pois o boro não apresenta bom desempenho como inseticida (Oliveira, 1997). 9 Moreschi (2005) ressalta que o preservanteCCB é um produto alternativo ao CCA, tendo como diferença a utilização do elemento boro em substituição do arsênio. De acordo com o mesmo autor, o preservante CCB apresenta uma sensível perda na resistência da lixiviação e na eficiência da proteção da madeira a insetos, especialmente para madeira a ser instalada por longos prazos e em contato com o solo. 3. Considerações finais Com relação ao tratamento preservativo da madeira, deve-se considerar a busca de produtos preservativos e processos de tratamento de menor impacto ao meio ambiente e higiene e segurança, a disponibilidade de produtos no mercado brasileiro, os aspectos estéticos (alteração de cor da madeira, por exemplo), aceitação de acabamento e a necessidade de monitoramento contínuo. Devem ser utilizados os produtos preservativos devidamente registrados e autorizados pelo Ministério do Meio Ambiente, através do Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e Recursos Naturais Renováveis (Ibama), e pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa). Referências ARAUJO, R.L. Catálogo dos Isoptera do novo mundo. Rio de Janeiro: Academia Brasileira de Ciências, 1977. 92p. CAVALCANTE, M.S. Deterioração Biológica e Preservação de Madeiras. São Paulo, Publicacao IPT. 1982. v.18, p. 1-40. Pesquisa e Desenvolvimento. 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