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XIV EBRAMEM - Encontro Brasileiro em Madeiras e em Estruturas de Madeira 28-30/Abril, 2014, Natal, RN, Brasil CLASSIFICAÇÃO VISUAL DA MADEIRA SERRADA DE Khaya ivorensis E Khaya senegalensis 1Graziela Baptista Vidaurre (grazividaurre@gmail.com), 2João Gabriel Missia da Silva (j.gabrielmissia@hotmail.com), 3Denise Ransolin Soranso (denise_soranso@hotmail.com), 4Djeison Cesar Batista (djeison.batista@ufes.br), 5Dâmaris Billo (damaris_billo@hotmail.com), 6Vinicius Peixoto Tinti (viniciustinti_madeireiro@hotmail.com) Universidade Federal do Espírito Santo Departamento de Ciências Florestais e da Madeira – Av. Governador Lindemberg, 316 – 29550-000 – Jerônimo Monteiro, ES RESUMO: O objetivo foi medir e quantificar a madeira serrada de Khaya ivorensis e Khaya senegalensis quanto aos defeitos nas peças após secagem natural. Foram utilizadas cinco árvores com 19 anos de idade para cada espécie, provenientes de parcela experimental da Reserva Natural Vale, Linhares – ES. A classificação foi baseada na NBR 9487 (ABNT, 1986) ressalvando algumas adaptações metodológicas, observando os tipos de empenamento, rachaduras e outros defeitos visíveis nas peças. As duas primeiras toras de cada árvore (até 25% da altura comercial), foram desdobradas em tábuas tangenciais (25 mm de espessura), sendo estas submetidas a secagem natural por 172 dias. A madeira de K. ivorensis apresentou os menores índices de empenamentos, sendo as médias de encurvamento e de arqueamento dentro do limite máximo (≤ 0,5%) permitido pela norma. Defeitos como galerias de insetos xilófagos, podridão e bolsas de goma tiveram maior incidência nas tábuas de K. ivorensis. Nós, fendilhado e torção foram mais visíveis nas tábuas de K. senegalensis. A madeira serrada de K. ivorensis, obteve o melhor desempenho na classificação visual comparada a K. senegalensis. Palavras chave: mogno africano, empenamentos, secagem natural. VISUAL CLASSIFICATION OF LUMBER Khaya ivorensis AND Khaya senegalensis ABSTRACT: The aim was to measure and quantify the lumber Khaya ivorensis and Khaya senegalensis regarding defects in pieces after natural drying. Were used five trees 19 years of age for each species, from experimental plot of Vale Natural Reserve, Linhares - ES. The classification was based on the NBR 9487 (ABNT, 1986) excepting some methodological adjustments, observing the types of warping, end checks and other visible defects in pieces. The first two logs of each tree (up to 25% of the commercial height), were sawing in tangential boards (thickness 25 mm) and subjected to natural drying for 172 days. Wood K. ivorensis showed lower level of warping, and the average bow and spring were within the maximum limit (≤ 0.5%) allowed by the standard. Defects as insects galleries, decay and gum pockets had a higher incidence in the boards of K. ivorensis. Knot, seasoning check and twist were more visible on the boards of K. senegalensis. The lumber of K. ivorensis, had the best performance in visual classification compared to K. senegalensis. Keywords: African mahogany, warping, natural drying. 1. INTRODUÇÃO Para atender a demanda mundial por madeira, investimentos em novas espécies com potencial madeireiro são essenciais. Entretanto, considerando os riscos do investimento e meios para mitigá-los é importante conhecer o desenvolvimento silvicultural, o manejo correto e as propriedades do lenho das espécies, além do comportamento da madeira durante e após o beneficiamento e a sua adequação para o uso final. Os investimentos nos plantios de mogno africano, gênero Khaya, tem aumentado no Brasil nos últimos anos, sendo a Khaya ivorensis a espécie mais plantada. Este gênero é representado por árvores, em geral, de elevado porte, nativas da África continental e endêmicas de Camarões e Madagascar (PINHEIRO et al., 2011). A madeira de mogno africano tem importante uso comercial, pelas suas propriedades tecnológicas; beleza; e boa trabalhabilidade, secagem e adesão, porém difícil impregnação. É usada em movelaria, laminados, instrumentos musicais, indústria de armas e materiais esportivos, construção naval, sofisticadas construções e acabamentos interiores, na produção de polpa celulósica e na geração de energia (FALESI; BAENA, 1999; NIKIEMA; PASTERNAK, 2008). Os principais atrativos do mogno africano são a sua categorização como madeira nobre, o seu alto valor no mercado internacional, a boa adaptação edafoclimática, o crescimento rápido e a sua relativa resistência a pragas e doenças. Todavia, este cenário ainda está conectado a falta de informações e dados científicos a respeito da madeira das espécies do gênero Khaya plantadas no país. Para o mercado de produtos sólidos, principal destino da madeira de mogno africano, é fundamental que a madeira atenda aos requisitos de qualidade dos consumidores. Neste contexto, busca-se a produção de madeira bem dimensionada e usinada; com o teor de umidade adequado; estável dimensionalmente; resistente mecanicamente; com a cor almejada; livre de defeitos e deterioração; e de acordo com as especificações das normas de qualidade reconhecidas internacionalmente. Contudo, os defeitos que ocorrem na madeira durante a secagem causam significativos prejuízos para quem seca a madeira e desestimula a utilização de determinadas espécies susceptíveis a esses defeitos (MARTINS, 1988). Desta forma, é fundamental quantificar os defeitos de secagem que ocorrem na madeira das espécies alternativas, submetendo-a a classificação de acordo com normas de qualidade, para tomar decisões corretas quanto a viabilidade do seu uso. Acredita-se que um problema comum no mercado de madeira serrada seja a falta de padronização das peças e a não-observância às normas que regulamentam o setor. Desta forma, a indústria madeireira tem buscado a classificação e seleção da madeira serrada, para agregar valor ao produto. Porém, esta estratégia ainda é exercida somente na madeira destinada à exportação para os países desenvolvidos (KHOURY JUNIOR et al., 2005; OLIVEIRA et al., 2008; ZENID et al.; 2012). Nesta conjuntura, o objetivo foi medir e quantificar a madeira serrada de Khaya ivorensis e Khaya senegalensis quanto aos defeitos nas peças após secagem natural. 2. METODOLOGIA As espécies de mogno africano analisadas foram a Khaya ivorensis A. Chev. e a Khaya senegalensis A. Juss., com idade de 19 anos. O material foi proveniente de plantios experimentais da Reserva Natural Vale, localizada no município de Linhares, Norte do estado do Espírito Santo, entre os paralelos 19° 06’ a 19° 18’ de latitude sul e os meridianos 39° 45’ a 40° 19’ de longitude oeste. A parcela foi implantada no espaçamento 2 x 2 m, em uma área de 784 m2 e a adubação empregada foi 200 g de superfosfato simples por cova, no momento do plantio. As mudas utilizadas no povoamento são provenientes de sementes. Foram amostradas ao acaso dentro do povoamento 10 árvores, sendo cinco para cada espécie. As duas primeiras toras, até 25% da altura comercial, de cada árvore foram transportadas para o Departamento de Ciências Florestais e da madeira – CCAUFES, no município de Jerônimo Monteiro – ES, onde foram desdobradas com o auxílio de uma motosserra de potência igual a 7.1 CV, adaptada com sabre de 750 mm. Maiores informações sobre o desdobro com a motosserra podem ser encontradas em BATISTA et al. (2013). O sistema de desdobro utilizado foi cortes tangenciais longitudinais e sucessivos, gerando um pranchão central (80 mm de espessura) e tábuas tangenciais (25 mm de espessura), sendo o número de peças variável de acordo com o diâmetro da tora. A refilagem das tábuas foi realizada em serra circular simples de bancada e o destopo secundário em destopadeira radial. O modelo de corte utilizadoé ilustrado na Fig. 1. Figura 1. Modelo de corte utilizado no desdobro com a motosserra. As tábuas foram selecionadas e separadas por comprimento e largura. Esta separação foi necessária para facilitar o manuseio das tábuas e a montagem da pilha de secagem natural (Fig. 2). A pilha foi montada em local a pleno sol, porém coberta com telhas de amianto, para impedir a irradiação solar direta e possíveis influências das chuvas. Figura 2. Pilha de secagem natural e sua constituição. As estruturas que serviram de base para a pilha, foram confeccionadas a partir de mourões de eucalipto preservados (460 mm de altura a partir do solo), num total de 10 apoios, e sobre estes foram pregados sarrafos com perfil de 25 x 80 x 1150 mm (espessura, largura, comprimento). Os tabiques utilizados foram confeccionados de madeira seca de Pau d’alho (Gallesia integrifolia) com 20 x 35 x 1130 mm, com uma distância de 500 mm entre eles. O comprimento da pilha foi determinado pelo próprio comprimento das tábuas. Assim, foi necessária a colocação de tabiques especiais nas extremidades das tábuas curtas que não alcançavam a linha de apoio das bases, evitando que ficassem livres para empenar. O teor de umidade das tábuas foi determinado com auxílio de um medidor portátil de umidade. Este instrumento é baseado na variação da condutividade elétrica, considerando a relação entre resistência elétrica e teor de umidade da madeira. A leitura foi realizada no centro de cada peça, cravando as agulhas sensoras do medidor até 1/3 da sua espessura (cerca de 8,3 mm). Para o controle, foram utilizadas dez tábuas distribuídas aleatoriamente ao longo da pilha. O período de secagem natural foi igual a 172 dias. Após a secagem, as dimensões das tábuas foram determinadas com auxílio de paquímetro e trena e foi realizada a classificação visual qualiquantitativa dos defeitos existentes na pior face das tábuas. A classificação foi baseada na Norma Brasileira Regulamentadora - NBR 9487 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT, 1986), ressalvando-se algumas adaptações metodológicas. Não foi realizada a categorização das tábuas em classes de qualidade pois o escopo principal não é o comércio, mas sim o conhecimento do comportamento da madeira das espécies de mogno africano, em condições adversas de processamento e secagem, apurado pelos índices e tipos de defeitos aparentes nas peças. Os tipos de empenamentos (Fig. 3) quantificados nas tábuas foram o encurvamento, arqueamento e encanoamento. Figura 3. Tipos de empenamentos e sua medição. (Fonte: ROCHA, 2000) O encurvamento correspondeu à curvatura ao longo do comprimento da tábua, em um plano perpendicular à face, calculado conforme a Eq. (1). Enc= X L * 100 (1) Em que: Enc: Encurvamento (%); X: Maior flecha da curvatura da tábua, plano perpendicular à face (mm); L: Comprimento da tábua (mm); O arqueamento correspondeu à curvatura ao longo do comprimento da tábua, em um plano paralelo à face, calculado de acordo com a Eq. (2). Arq= Y L * 100 (2) Em que: Arq: Arqueamento (%); Y: Maior flecha da curvatura da tábua, plano paralelo à face (mm); L: Comprimento da tábua (mm). O encanoamento ou curvatura ao longo da largura da tábua, foi calculado de acordo com a Eq. (3). Enca= z l * 100 (3) Em que: Enca: Encanoamento (%); Z: Maior flecha da curvatura na largura da tábua (mm); l: Largura da tábua (mm); A medição da flecha dos três tipos de empenamento foi realizada com o auxílio de um paquímetro digital, sendo para isto a peça apoiada sobre uma bancada nivelada (Fig. 4). Figura 4. Medição da flecha de arqueamento. Para a quantificação do índice de rachaduras de extremidade das tábuas, foi realizada a mensuração do comprimento das maiores rachaduras em cada extremo. O índice foi calculado conforme a Eq. (4). IR= ∑ Lini=1 L1 *100 (4) Em que: IR: Índice de rachaduras (%); L1: Comprimento total da tábua (mm); Li: Comprimento individual de cada rachadura (mm). Defeitos como torcimento complexo, nós, podridão, galerias de insetos, fendilhado (ruptura superficial disposta paralelamente à grã, que aparece durante a secagem da peça) e bolsas de goma, foram anotados quanto à presença, sendo determinada a porcentagem de tábuas que apresentaram estas imperfeições. O experimento foi conduzido como um Delineamento Inteiramente Casualizado, considerando como tratamentos as 2 espécies (K. ivorensis e K. senegalensis) e um nível de significância de 5% de probabilidade. Foi aplicada a análise de variância para os defeitos avaliados e quando esta foi significativa para os dois tratamentos, considerou-se o teste t de Student. Foi utilizado o software estatístico SASM-Agri (CANTERI et al., 2001). 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Em virtude do diferente ritmo de crescimento das espécies, a K. ivorensis apresentou o maior volume de toras, resultando em 0,350 m³ de tábuas com dimensões médias de 25 x 140 x 1850 mm de espessura, largura e comprimento, respectivamente. Quanto a K. senegalensis, foram avaliados 0,132 m³ de tábuas com dimensões médias de 26 x 120 x 1180 mm. Os valores de umidade final e dos empenamentos avaliados são apresentados na Tab. 1. Tabela 1. Valores médios da umidade final, encurvamento, arqueamento e encanoamento das tábuas de K. ivorensis e K. senegalensis. Espécie Estatísticas Umidade (%) Enc (%) Arq (%) Enca (%) K. ivorensis Mínimo 9,0 0,04 0,04 0,39 Média 15,4ns (17,23) 0,37** (69,85) 0,18** (81,91) 1,42** (47,73) Máximo 20,0 1,29 0,97 3,31 K. senegalensis Mínimo 8,1 0,15 0,04 0,59 Média 14,4 (19,62) 0,79 (79,69) 0,26 (62,04) 1,81 (42,44) Máximo 19,6 2,77 0,56 4,12 Valores entre parênteses referem-se ao coeficiente de variação (%). ** e ns: As médias diferem significativamente e não diferem significativamente entre si em nível de 5% de probabilidade pelo teste t de Student, respectivamente. Tendo por base a Tab. 1, o teor de umidade das espécies não apresentou diferença significativa e está próximo a média de umidade de equilíbrio para a região, por volta de 16%. Considerando os três tipos de empenamentos, foi observada diferença significativa entre as médias das duas espécies, uma vez que a K. ivorensis apresentou os menores índices de encurvamento, arqueamento e encanoamento. Na pesquisa de SILVA et al. (2013), a madeira de K. ivorensis e a K. senegalensis apresentou densidade básica igual a 0,433 e 0,575 g/cm³ e contração volumétrica de 9,29 e 11,82%, respectivamente. A maior densidade básica da K. senegalensis resultou em um maior valor de contração volumétrica. Esta relação pode explicar e é uma das possíveis causas para a madeira desta espécie apresentar os maiores índices de empenamento. Comparando os resultados de empenamentos apresentados na Tab. 1, o encanoamento foi o de maior índice nas tábuas das duas espécies. Este é um defeito típico de tábuas tangenciais secas, que é promovido pela grande diferença de contração entre os sentidos tangencial e radial. Como as tábuas tangenciais apresentam a maior face no sentido tangencial, esta consequentemente contrai muito mais na largura do que na espessura e ocorre uma diferença de contração entre as duas bordas da largura (ROCHA; TRUGILHO, 2006; SEVERO, 2007). O encanoamento é um defeito comum nas tábuas do topo da pilha de secagem (WALKER, 2006). A NBR 9487 (ABNT, 1986) estabelece como limite para os índices de encurvamento e arqueamento, valores menores ou iguais a 0,5% em relação ao comprimento total da tábua. As tábuas de K. ivorensis apresentaram valores médios de encurvamento e arqueamento dentro deste limite. O mesmo não foi observado para astábuas de K. senegalensis, nas quais a norma foi atendida apenas para os valores de arqueamento. Como os empenamentos são função do teor de umidade da madeira no momento em que são avaliados, os limites das normas devem ser interpretados como um guia de caráter geral, uma vez que o uso final da madeira pode não ser conhecido durante a sua classificação (MELO, 1999). Considerando o volume total, uma pequena quantidade das tábuas não apresentou empenamentos. Para a K. ivorensis, 1,72% das tábuas não tiveram encanoamento e arqueamento, enquanto para a K. senegalensis, 8,11% das tábuas não apresentaram encanoamento e encurvamento e 5,41% não apresentaram arqueamento. Ainda são escassos os trabalhos relacionados aos defeitos na madeira serrada de mogno africano plantado no Brasil. Por isso, tendo por finalidade a formação de opinião sobre os resultados de empenamento na madeira do mogno africano, foram revisados os índices de empenamento da madeira de espécies do gênero Eucalyptus, responsáveis por suprir uma grande parcela da demanda por madeira serrada no Brasil. SOUZA et al. (2012) avaliaram o arqueamento de tábuas (umidade de equilíbrio de 18%) provenientes de árvores médias de Eucalyptus grandis, aos 14 anos de idade, e encontraram média igual a 0,41%. O valor deparado pelos autores foi superior ao observado para as tábuas de K. ivorensis e K. senegalensis. Além das propriedades intrínsecas de cada espécie, este resultado pode ser atribuído principalmente a valores excessivos de contração volumétrica, inclinação e irregularidades da grã, tensão de crescimento, variação do ângulo microfibrilar e presença de madeira de reação e lenho juvenil (SIMPSON, 1991; SEVERO, 2007; WALKER, 2006). Há várias formas de apresentação dos valores de empenamento na literatura, alguns autores apresentam os dados em % e outros em mm/m. Para facilitar a discussão os valores médios de encurvamento e arqueamento também foram calculados em mm/m (Tab. 2). Tabela 2. Valores médios de encurvamento, arqueamento e índice de rachaduras de extremidade das tábuas. Espécie Estatísticas Enc (mm/m) Arq (mm/m) IR (%) K. ivorensis Mínimo 0,36 0,37 0,42 Média 3,70 1,78 9,46ns (104,4) Máximo 12,89 9,72 43,84 K. senegalensis Mínimo 1,48 0,41 1,62 Média 7,86 2,56 6,40 (88,14) Máximo 27,71 5,64 21,34 Valores de IR entre parênteses referem-se ao coeficiente de variação (%). ns: As médias de IR não diferem significativamente entre si em nível de 5% de probabilidade pelo teste t de Student. Tendo por base a Tab. 2, é possível prever para a K. senegalensis um maior percentual de perdas em volume das tábuas na operação de aplainamento. Uma vez que, a espécie apresentou as maiores flechas de encurvamento e arqueamento por metro, comparada a K. ivorensis. Para eliminar o encurvamento haverá uma redução da espessura das tábuas, enquanto para o arqueamento a redução ocorrerá na largura. Estes empenamentos também podem ser amenizados ou até eliminados com a redução do comprimento das peças (ROCHA; TRUGILHO, 2006). AMPARADO (2008) avaliou os empenamentos da madeira de E. saligna com 20 anos de idade, após a secagem convencional. O autor observou valores de 3,92 e 3,56 mm/m para o encurvamento e arqueamento das tábuas, respectivamente. A média de encurvamento das tábuas de E. saligna foi próxima a encontrada para a K. ivorensis, porém foi inferior quantitativamente e superior qualitativamente a média das tábuas de K. senegalensis. Já o arqueamento das tábuas de mogno africano foi superior qualitativamente. Considerando os índices de encurvamento e arqueamento, as tábuas tangenciais de K. senegalensis foram inferiores qualitativamente a madeira de E. dunnii com 16,5 e 13 anos de idade, avaliadas por ROCHA e TOMASSELLI (2002) e ROCHA e TRUGILHO (2006), respectivamente. As flechas de arqueamento das tábuas das duas espécies do gênero khaya, foram inferiores quantitativamente as observadas por MÜLLER (2013), para tábuas tangenciais secas de duas classes diamétricas de E. benthamii, com 6 anos de idade. Quanto ao índice de rachaduras de extremidade das tábuas, a K. ivorensis apresentou o maior valor comparada a K. senegalensis, apesar de não haver diferença significativa entre as médias. Este resultado é um forte indicativo de que a K. ivorensis sofre uma maior influência das tensões de crescimento. Além disso, outra premissa é apresentada por HOADLEY (2000), na qual as rachaduras são causadas por um gradiente de umidade e contrações irregulares que provocam um esforço que excede a resistência perpendicular a grã, separando as células ao longo da grã da madeira. De acordo com SEVERO (2007), as rachaduras de extremidade aparecem, geralmente, nos raios, que são constituídos por células parenquimáticas de reduzida resistência mecânica. Para as duas espécies de mogno africano, as médias de índices de rachaduras das tábuas foram inferiores aos 32,75% deparados para tábuas de E. grandis (12 anos), por ROCHA e TOMASSELLI (2002); aos 21,96% observados para E. saligna, por AMPARADO (2008); aos 16,20% para E. dunnii, por ROCHA e TRUGILHO (2006); e aos 16,06% para híbridos de Eucalyptus (13 a 17 anos), por CAIXETA et al. (2002). É possível que os índices de rachaduras e de empenamento das espécies, tenham sido influenciados pelo sistema de desdobro utilizado. Uma vez que, os cortes sucessivos realizados pela motosserra, não implicam em uma liberação simétrica das tensões de crescimento, o que aumenta a imprecisão nas dimensões, empenamentos e rachaduras das tábuas. Na Tabela 3, são apresentados os defeitos mais comuns observados durante a classificação visual das tábuas das espécies avaliadas. Tabela 3. Porcentagem de tábuas que apresentaram defeitos durante a classificação visual. Defeito (%) Espécie K. ivorensis K. senegalensis Torcimento complexo 0,00 5,4 Nós 63,78 83,8 Podridão 3,44 0,00 Galerias de insetos 15,51 5,4 Furo inativo de insetos 74,13 48,6 Fendilhado 12,06 18,9 Bolsas de goma 6,89 2,7 Defeitos como galerias e furos de insetos xilófagos, podridão e bolsas de gomas tiveram maior incidência nas tábuas de K. ivorensis. Nós, fendilhado e torcimento complexo foram mais visíveis nas tábuas de K. senegalensis. Na Figura 5, podem ser visualizados alguns dos defeitos analisados nas tábuas de mogno africano. Figura 5. Defeitos nas tábuas de mogno africano. (A) Rachaduras de extremidade; (B) Nó; (C) Bolsa de goma; e (D) galerias de insetos xilófagos. 4. CONCLUSÃO As tábuas de K. ivorensis apresentaram os menores índices de encurvamento, arqueamento e encanoamento. E os valores médios de encurvamento e arqueamento foram inferiores ao limite máximo permitido pela norma empregada. O mesmo não foi observado para as tábuas de K. senegalensis, nas quais a norma foi atendida apenas para os valores de arqueamento. A K. ivorensis apresentou o maior índice de rachaduras de extremidade de tábuas. Este resultado é um forte indicativo de que a K. ivorensis sofre uma incidência maior de deformações internas no lenho provocadas pela desidratação dos tecidos e tensões de crescimento, tendo em vista o rápido crescimento da espécie. Apesar de parte das tábuas de K. senegalensis não apresentar encanoamento, encurvamento e arqueamento e rachar menos, foram observados os maiores índices de defeitos como nós, fendilhado e torcimento complexo. Tendo em vista das consequências e influência dos defeitos sobre o aproveitamento e valor da madeira serrada, as tábuas de K. ivorensis obtiveram um melhor desempenho na classificação visual comparada a K. senegalensis. Todavia, deve se manter cautela a respeito das rachaduras de extremidade das tábuas, incidência de nós, ataque de organismos xilófagos e tensões de crescimento.5. AGRADECIMENTOS À Reserva Natural Vale pela concessão do material e condições para a realização deste trabalho. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMPARADO, K. F. Qualidade da madeira serrada e dos painéis colados lateralmente obtidos de um plantio de Eucalyptus saligna Smith visando o segmento moveleiro. 59 f. 2008. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais e Florestais) – Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2008. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 9487: Classificação da madeira serrada de folhosas. Rio de Janeiro, 1986. 32 p. BATISTA, D. C.; CORTELETTI, R. B.; HEGEDUS, C. E. N.; DAMBROZ, G. B. V. Desdobro de Eucalyptus grandis com motosserra, Parte 1 – Análise do Desempenho operacional. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 23, n. 3, p. 471-481, 2013. CAIXETA, R. P.; TRUGILHO, P. 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