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Estrutura da madeira
• A madeira é um material heterogêneo;
• É constituída, basicamente, por tecidos formados por células com paredes celulares espessas, cujas formas e tamanhos variam de acordo com a espécie.
• Sua variabilidade estrutural e química refletida numa ampla gama de propriedades físicas, tais como: densidade permeabilidade; comportamento quanto à capilaridade; condutividade térmica; difusão da água de impregnação, entre outras.
Estrutura da madeira
• Diferentes espécies de árvores apresentam diferente composição celular (anatomia);
• Variação dentro das espécies (devido a fatores genéticos e ambientais);
• Variação dentro da árvore (relacionado a posição na árvore)
Estrutura da madeira
• O arranjo de seus componentes físicos (macroscópicos, microscópicos, ultramicroscópicos) e químicos definem a estrutura lenhosa como uma engenhosa organização arquitetônica da madeira.
Estrutura da madeira
• As madeiras podem ser agrupadas em duas categorias distintas:
A: Moles, softwoods ou coníferas;
(grupo das gimnospermas)
Exemplo: Pinus, Araucária.
B: Duras, hardwoods ou folhosas;
(grupo das angiospermas dicotiledôneas)
Exemplo: Imbuia, Ipê, Eucalyptus.
Estrutura da madeira
• Casca: A parte externa é morta e tem função de proteção da árvore. A parte interna é viva e tem função de condução de nutrientes;
• Cambio: Situa-se entre a casca e o lenho, constituída de tecido vivo. Tem como função a reprodução dos tecidos;
• Alburno: Camada mais externa e mais clara. Tem como função a condução dos nutrientes;
• Cerne: Parte mais resistente. Tem como função sustentação mecânica;
• Medula: Miolo central do tronco, parte fraca e defeituosa. Primeiro tecido da árvore;
ASPECTOS ANATÔMICOS Macroscópicos
Estrutura da madeira
• Anéis de crescimento: representam a idade da árvore, através da contagem dos lenhos tardio e inicial;
• Lenho inicial ou primaveril: o crescimentos do anel inicia-se na primavera e termina no outono – é caracterizado por células de dimensões menores, por isso a madeira composta por esse lenho é menos densa;
• Lenho tardio ou outonal: fim do período – é caracterizado por células mais robustas, portanto a madeira é mais densa e geralmente mais resistente;
ASPECTOS ANATÔMICOS Macroscópicos
Estrutura da madeira
Lenho de reação
• A função é corrigir a curvatura, manter o tronco na vertical, também ocorre em galhos, mantendo os seus ângulos;
• Surge na porção sujeita a compressão – lenho de compressão (gimnospermas);
• Surge na zona tracionada – lenho de tração (angiospermas dicotiledôneas);
• Resulta em características físicas, químicas e anatômicas diferentes entre coníferas e folhosas;
ASPECTOS ANATÔMICOS Macroscópicos
Estrutura da madeira
• Esses elementos são observados através dos cortes anatômicos;
ASPECTOS ANATÔMICOS Microscópicos
CONÍFERAS FOLHOSAS
Traqueoides Fibras
Raios Parênquima
Vasos
Raios
TRANSVERSAL RADIAL TANGENCIAL
Estrutura da madeira
Estrutura da parede celular
LM = lamela média
P = parede primária
S1 = camada 1 da parede secundária
S2 = camada 2 da parede
secundária
S3 = camada 3 da parede secundária
ou parede terciária
W= camada verrugosa
ASPECTOS ANATÔMICOS Microscópicos
Estrutura da madeira
Estrutura da parede celular
• Lamela média: é uma fina camada, a qual une (cola) as células entre si, formando o tecido. Embora fibrilas simples possam cruzar a lamela média, esta camada é em princípio livre de celulose. Sua espessura pode varias de 0,2 a 1,0 μm.
• Parede primária: as fibrilas de celulose são arranjadas em delgadas camadas que se cruzam formando um aspecto de redes. A parede primária é a primeira camada depositada durante o desenvolvimento da célula. Sua espessura varia entre 0,1 a 0,2 μm.
ASPECTOS ANATÔMICOS Microscópicos
Estrutura da madeira
Estrutura da parede celular
• Parede secundária: é a camada mais espessa da célula, depositada sobre a parede primária após seu crescimento superficial ter-se completado. Sua espessura pode variar de 1 a 10 μm e a porcentagem de celulose pode chegar a 90% ou mais. Consiste de três camadas:
• externa - S1
• média - S2
• interna - S3
ASPECTOS ANATÔMICOS Microscópicos
Estrutura da madeira
Estrutura da parede celular
• Camada S1: O ângulo formado entre as fibrilas em relação ao eixo da célula considerada pode variar entre 50 e 70º. E a espessura pode varias de 0,2 a 0,3 μm;
• Camada S2: As fibrilas estão dispostas num ângulo praticamente reto em relação ao eixo da célula, podendo variar entre 10 e 30º. E a espessura pode variar de 1 a 9 μm, tornando-a a camada mais espessa;
• Camada S3: As fibrilas de celulose são arranjadas numa inclinação suave, porém não numa forma estritamente paralela.
ASPECTOS ANATÔMICOS Microscópicos
Estrutura da madeira
Pontoações
• É uma abertura na parede secundária da célula;
• Após as células atingirem o tamanho final, é depositado a parede secundária sobre a primária, as áreas onde não é depositada parede secundária consistem das pontuações, que assemelham-se a furos nas paredes celulares.
• Tem como função estabelecer comunicação entre as células.
ASPECTOS ANATÔMICOS Microscópicos
Química da madeira
Componentes químicos elementares
• Em relação a composição química elementar da madeira, pode-se afirmar que não há diferenças consideráveis, levando-se em conta as madeiras de diversas espécies.
• Os principais elementos existentes são :
• Carbono (C),
• Hidrogênio (H),
• Oxigênio (O) e
• Nitrogênio (N), este em pequenas quantidades.
Química da madeira
Componentes químicos elementares
• A análise da composição química elementar da madeira de diversas espécies, coníferas e folhosas, demonstram a seguinte composição percentual, em relação ao peso seco da madeira;
Elemento Quantidade
C 49 – 50%
H 6%
O 44 – 45%
N 0,1 – 1%
Química da madeira
Componentes químicos elementares
• Além destes elementos encontram-se pequenas quantidades de:
• Cálcio (Ca),
• Potássio (K),
• Magnésio (Mg)
• e outros, constituindo as substâncias minerais existentes na madeira.
Química da madeira
Substâncias macromoleculares
• Do ponto de vista da análise dos componentes da madeira, os principais componentes macromoleculares constituintes da
parede celular, que estão presentes em todas as madeiras:
• Celulose;
• Polioses (hemiceluloses);
• Lignina;
Química da madeira
Componentes minoritários
• São os que possuem baixo peso molecular:
• Materiais acidentais;
• Extrativos;
• Substâncias minerais;
• Estes são geralmente mais relacionados a madeira de certas espécies,
• Variam em relação ao tipo e quantidade.
• As proporções e composição química da lignina e polioses diferem em coníferas e folhosas, enquanto que a celulose é um componente uniforme da madeira.
Química da madeira
Composição Média de Madeiras de Coníferas e Folhosas
Constituinte Coníferas Folhosas
Celulose 42 ± 2% 45 ± 2%
Polioses 27 ± 2% 30 ± 5%
Lignina 28 ± 2% 20 ± 4%
Extrativos 5 ± 3% 3 ± 2%
• Existe grande variabilidade, especialmente em madeiras tropicais;
Química da madeira
Celulose
• É o componente majoritário tanto de coníferas, como de folhosas;
• É caracterizada como um polímero linear de alto peso
molecular, constituído exclusivamente por unidades de β-D-glucose;
• Devido a suas propriedades químicas e físicas, bem como à sua estrutura supra molecular, preenche sua função como o principal componente da parede celular dos vegetais.
POLÍMERO: é uma macromolécula formada pela repetição de pequenas e simples unidades químicas (monômeros), ligadas covalentemente.
Química da madeira
Polioses (hemiceluloses)
• Estreitamente associadas com a celulose na parede celular.
• Cinco açucares neutros, as hexoses : glucoses, manose e galactose; e as pentoses : xilose e arabinose, são os principais constituintes das polioses.
• Algumas polioses contém adicionalmente ácidos urônicos.
• As cadeias moleculares são muito mais curtas que a de celulose, podendo existir grupos laterais e ramificações em alguns casos.
• As folhosas, de maneira geral, contém maior teor de polioses que as coníferas, e a composição é diferenciada.
Química da madeira
Lignina
• É a terceira substância macromolecular componente da madeira.
• As moléculas de lignina são formadas completamente diferente dos polissacarídeos, pois são constituídas por um sistema aromático composto de unidades de fenil-propano.
• Há maior teor de lignina em coníferas do que em folhosas,
• Existem diferenças estruturais entre a lignina encontrada nas coníferas e nas folhosas.
• Está localizada na lamela média composta, bem como na parede secundária.
• Durante o desenvolvimento das células, a lignina é incorporada como o último componente na parede, interpenetrando as fibrilas e assim fortalecendo, enrijecendo as paredes celulares.