Brazilian cerrado species: wood characteristics / Espécies do cerrado brasileiro: características da madeira

The characterization of wood anatomy and proprieties can provide subsidies for rational use of tree species. Enables, oftentimes, the definition of technological potential of wood - and wood products - through the assessment of quality information and also allows it ́s correct identification, contributing to the timber production chain. The objective of this study was to contribute to the knowledge about wood properties of the Cerrado biome (Brazilian savanna) species trough the anatomical characterization and determination of density profile. Twenty trees species belonging to thirteen families occurring in Pirenópolis, Goiás and Brasília, Federal District, Brazil, was selected and radial samples were removed from the tree trunks at the DBH (1.30 m) in a non-destructive way using an incremental probe and a motorized extractor. The qualitative and quantitative anatomical parameters of vessels and fibers and the wood density were determined in the collected samples. Species presented fibers with mean values between 900.5 and 2052.9 µm for the length; 18.1 and 27.7 µm for the diameter; and 4.4 to 9.4 µm for the wall thickness. The species presented a variation in the vessel dimensions from 29.2 to 155.6 µm for the diameter; 17.7 to 32.5% for occupied area; and 2.6 to 165 to vessels.mm-2. The apparent density presented mean values between 0.36 and 1.21 g cm-3. The specie that presented the highest variation of wood density was A. fraxinifolium. According to the radial profiles two patterns of increasing and stable variation in the apparent density of the pith to bark were defined as a function of the wood anatomical characteristics.

A caracterização anatômica e das propriedades da madeira pode auxiliar na tomada de decisão quanto ao uso racional de espécies. Possibilita, muitas vezes, a definição do potencial tecnológico da madeira - e produtos - fornecendo acesso a informações sobre a sua qualidade, além de sua correta identificação, contribuído com a cadeia produtiva madeireira. O objetivo deste estudo foi investigar e caracterizar as propriedades da madeira de espécies arbóreas do Cerrado, através da descrição anatômica e determinação do perfil de densidade. Foram selecionadas 20 espécies pertencentes a treze famílias, na cidade de Pirenópolis, Goiás e Brasília, Distrito Federal, Brasil, e amostras radiais foram retiradas dos troncos das árvores no DAP (1,30 m) de forma não destrutiva, utilizando-se uma sonda de incremento e um extrator motorizado. Nas amostras coletadas, foram determinados os parâmetros anatômicos qualitativos e quantitativos dos vasos e das fibras e a densidade aparente da madeira. As espécies apresentaram fibras com valores médios entre 900,5 a 2052,9 µm para o comprimento; 18,1 a 27,7 µm para o diâmetro e 4,4 a 9,4 µm para a espessura da parede; e variação nas dimensões dos vasos de 29,2 a 155,6 µm para o diâmetro; 17,7 a 32,5% para área ocupada; e 2,6 a 165 vasos.mm-2 para a frequencia dos vasos. A densidade aparente apresentou valores médios entre 0,36 e 1,21 g cm-3. A espécie que apresentou a maior variação de densidade de madeira foi A. fraxinifolium. De acordo com os perfis radiais, dois padrões de variação crescente e estável na densidade aparente, da medula para casca, foram definidos como uma função das características anatômicas.

Axial variation of basic density of Araucaria angustifolia wood in different diameter classes / Variação axial da massa específica básica da madeira de Araucaria angustifolia em diferentes classes diamétricas

ABSTRACT: The study of the wood characteristics is of fundamental importance for the correct use of this raw material and, among its properties, the basic density is a major, being reference in the quality of this material. This study aimed to evaluate the axial variation of basic density of the wood of Araucaria angustifolia (Bertoloni) O. Kuntze in different diameter classes. For this, three trees were selected in six diameter classes, called class 1 (20-30cm), class 2 (30.1-40cm), class 3 (40.1-50cm), class 4 (50.1-60cm), class 5 (60.1-70cm) and class 6 (70.1-80cm). From each individual sampled was withdrawn a disc at 0.1m (base), 25, 50, 75 and 100% of the height of the first live branch and in the diameter at 1.30m from the ground (DBH), which were used for determining basic density. The weighted average basic density was equal to 0.422g cm-3 and, regardless of the diameter class analyzed, this property decreased in the axial direction. Diameter induced variation of basic density, but has not been verified a positive or negative systematic tendency in relation to the sampled interval.

RESUMO: O estudo das características da madeira é de fundamental importância para o correto uso dessa matéria-prima e, dentre as suas propriedades, a massa específica é uma das principais, por ser referência na qualidade desse material. Este estudo teve por objetivo avaliar a variação axial da massa específica básica da madeira de Araucaria angustifolia (Bertoloni) O. Kuntze, em diferentes classes de diâmetros. Para isso, três árvores foram selecionadas em seis classes diamétricas, denominadas de classe 1(20-30cm), classe 2 (30,1-40cm), classe 3 (40,1-50cm), classe 4 (50,1-60cm), classe 5 (60,1-70cm) e classe 6 (70,1-80cm). De cada indivíduo amostrado, foi retirado um disco a 0,1m (base), 25, 50, 75 e 100% da altura do primeiro galho vivo e no diâmetro a 1,30m do solo (DAP), que foram utilizados para a determinação da massa específica básica. O valor médio ponderado da massa específica básica foi igual a 0,422g cm-3 e, independentemente da classe diamétrica analisada, essa propriedade decresceu no sentido axial. O diâmetro induziu a variação da massa específica básica, porém não foi verificada uma tendência sistemática positiva ou negativa em relação ao intervalo amostrado.

Idade de segregação do lenho juvenil e adulto para Pinus elliottii Engel / Age of segregation of juvenile and mature Pinus elliottii Engel wood

A madeira juvenil em maior proporção no fuste e suas características físicas, mecânicas, químicas e anatômicas diminuem a qualidade do material. Esse estudo teve como objetivo estimar a idade de segregação do lenho juvenil e adulto pelo comprimento dos traqueoides em Pinus elliottii Engel, aos 30 anos de idade. Para tanto, seis árvores foram selecionadas, com base no diâmetro dominante, em um povoamento localizado no Colégio Agrícola de Frederico Westphalen/UFSM. Após o abate, no disco correspondente a 0,15 metros de altura, foram marcadas e seccionadas baguetas centrais de onde se retirou o lenho inicial dos trinta anéis de crescimento, no sentido medula-casca, para maceração. A segregação dos dois tipos de lenhos foi determinada pela variação radial da característica anatômica em estudo através de duas regressões lineares simples. Os resultados indicaram que o comprimento dos traqueoides apresentou padrão de variação crescente no sentido medula-casca, indicando assim que os menores valores foram observados próximos à medula e correspondem aos primeiros anéis de crescimento. A idade de segregação do lenho de Pinus elliottii definida por meio do comprimento de traqueoides foi de, aproximadamente, dez anos.

The juvenile wood in greater proportion in the stem and its physical, mechanical, chemical and anatomical characteristics decrease the quality of the material. This study was undertaken to estimate the segregation age of juvenile and mature wood by tracheid length of Pinus elliottii Engel, at 30 years of age. Six trees were selected, on the basis of the dominant diameter, in a stand located in Agricultural College of Frederico Westphalen/UFSM. After cutting down, in the disk corresponding to the 0.15 meters, were marked and sectioned centrals baguettes from where was removed the initial wood of the thirty growth rings, in pith-to-bark direction, for maceration. The segregation of the two types of wood was defined by radial variation of the anatomical characteristic in study through two simple linear regressions. The results indicated that the tracheid length showed a pattern of increasing from pith to bark, indicating that the lowest values were observed near the pith and correspond to the first growth rings. The age of segregation of the Pinus elliottii wood defined by tracheid length was, approximately, ten years-old.

Dureza Rockwell da madeira de três espécies amazônicas submetidas a ensaios de apodrecimento acelerado / Rockwell hardness of the wood of three Amazon species submitted to decay accelerated tests

Objetivou-se avaliar o emprego de ensaios de dureza Rockwell na caracterização da biodeterioração das madeiras de Simarouba amara (marupá), Cariniana micrantha (jequitibá) e Dipteryx odorata (cumaru), submetidas ao ataque dos fungos apodrecedores Trametes versicolor (podridão branca) e Gloeophyllum trabeum (podridão parda). Para tanto, corpos de prova de cada espécie amazônica foram submetidos a ensaios de apodrecimento acelerado, de acordo com a ASTM D2017 (2005), durante 20 semanas. A caracterização da dureza Rockwell foi realizada semanalmente até a 4ª semana e, posteriormente, a cada duas semanas, até a 20ª semana. Adicionalmente, foram determinadas as perdas de massa, conforme critérios estabelecidos pela ASTM D2017 (2005). Quanto aos resultados, destaca-se que a dureza Rockwell pode ser empregada como ferramenta principal na caracterização da biodeterioração da madeira, sendo sensível na predição dos estágios iniciais. Dentre as madeiras amazônicas, o cumaru apresentou a maior resistência natural aos fungos apodrecedores. Com relação aos fungos, a podridão parda atacou mais intensamente as três madeiras amazônicas.

This study aimed to evaluate the use of Rockwell hardness in the characterization of the biodeterioration of Simarouba amara (marupá), Cariniana micrantha (jequitibá) e Dipteryx odorata (cumaru) woods, which were submitted to decay fungi Trametes versicolor (white rot) and Gloeophyllum trabeum (brown rot). For this purpose, specimens of each Amazon species were submitted to decay fungi, according to ASTM D2017 (2005). The characterization of the Rockwell hardness was performed weekly until the fourth week, and then every two weeks until the twentieth week. Additionally, it was determined the mass loss, according to criteria established by ASTM D2017 (2005). The results indicated that the Rockwell hardness can be used as a primary tool in the characterization of the biodeterioration of wood, being sensitive in predicting the early stages. Among the Amazon woods, cumaru wood showed a greater natural resistance to decay fungi. With respect to decay fungi, brown rot more intensely attacked the three Amazon woods.

Resistência ao impacto da madeira de nogueira-pecã em diferentes condições de umidade / Impact strength of nogueira-pecã wood on different moisture conditions

Os estudos de resistência da madeira ao impacto referem-se à eficiência com que este material absorve energia de um impacto e dissipa-a sem danos a sua estrutura. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi avaliar a influência do teor de umidade na resistência ao impacto da madeira de nogueira-pecã (Carya illinoinensis). Para tanto, foram utilizadas árvores procedentes de duas regiões fisiográficas do estado do Rio Grande do Sul. Os corpos de prova, em condições de equilíbrio a 12% de umidade e saturados, foram submetidos ao impacto utilizando-se pêndulo de CHARPY, e avaliados quanto à resistência oferecida com a aplicação da carga nos planos tangencial e radial e posições de retirada (medula - casca) nas toras, para as duas regiões fisiográficas em cada condição de umidade. Para auxiliar na interpretação dos dados, determinou-se a massa específica aparente a 12% e saturada, trabalho absorvido, coeficiente de resiliência e a cota dinâmica. Pôde-se verificar, por meio dos resultados, que a madeira de nogueira-pecã é mais resistente ao impacto na condição saturada.

The studies of wood impact strength refers to the efficiency of this material in absorb impact energy and dissipate it without structural damages. The present study aimed to evaluate the influence of moisture content on the impact strength of nogueira-pecã (Carya illinoinensis) wood. For this, trees from two physiographic regions of state of Rio Grande do Sul were used. The samples, stabilized at 12% of moisture content and in green conditions (saturated), were submitted to impact tests through a CHARPY pendulum, and were evaluated for the resistance to the application of loads in the tangential and radial sections, and in the positions of the log (pith-bark) for the two physiographic regions at each moisture condition. Moreover, the apparent specific gravity at 12% and in green conditions (saturated), the absorbed work, the resilience coefficient and the dynamic quote were determined. The main results showed that the nogueira-pecã wood is more resistant to the impact when it is in green conditions.

Idade de segregação do lenho juvenil e adulto pela variação da massa específica de açoita-cavalo / Estimating the age of demarcation of young and mature wood in açoita-cavalo

O presente trabalho teve como objetivo estimar a idade de segregação do lenho de Luehea divaricata Mart. (açoita-cavalo) por meio da variação radial da massa específica. Para o desenvolvimento do estudo, foram coletadas dez árvores de duas regiões do Estado do Rio Grande do Sul. Foi retirado um disco por árvore, com aproximadamente 2cm de espessura a 0,10m de altura do tronco. De cada disco, retirou-se, com auxílio de uma serra-fita, uma bagueta central de 2,0cm de largura, bem orientada no sentido radial, incluindo a medula no centro, dividiu-se então a bagueta em duas amostras "A" e "B". A massa específica foi obtida da relação entre peso seco e volume úmido. O volume úmido foi determinado de acordo com a norma ASTM D 2395 - 93, 1995. A segregação dos lenhos foi encontrada por regressão linear simples dos dados de variação da massa específica no sentido medula-casca. Foi feita uma regressão linear na faixa crescente dos dados e outra na faixa decrescente. A intersecção das retas extrapoladas foi adotada como idade de segregação. Os resultados obtidos mostraram que o lenho de açoita-cavalo segrega em aproximadamente 26 anos para a região da Depressão Central e 23 anos para a região da Encosta Superior do Nordeste. Nos dados de variação de massa específica, foi feita uma análise de variância multifatorial. Constatou-se que há diferença significativa entre lenhos e entre regiões. Por outro lado, as amostras A e B de cada árvore não foram estatisticamente diferentes entre si.

This study aims to estimate the age of segregation of young and mature wood of Luehea divaricata Mart., using the radial variation of specific gravity. To the development of this study were collected ten trees from two regions of the state of Rio Grande do Sul. Discs with thickness of 2cm at 0.1m of height from the base of the trunk were used. From each disk, with the aid of a band saw, a central ribbon 2.0cm wide, and oriented in the radial direction was taken, including the pith, then splitted into two samples "A" and "B". The specific gravity was calculated as ratio between dry weight and wet volume. The wet volume was determined according to ASTM D 2395 - 93, 1997. The age of segregation was found by simple linear regression of the data of variation of specific gravity from pith to bark. The intersection of extrapolated lines was adopted as the age of segregation. The results showed that the wood segregates in 26 year for the region of Central Depression and in 23 years for the Northeast Upper Hillside. Was made a multifactorial analysis of variance in the specific gravity data, showing that there are statistical difference between regions and woods. However, there are no statistical difference between samples.

Variação axial e efeito do desbaste na massa específica das árvores centrais de Eucalyptus grandis / Axial variation and effect of thinning on basic density of central trees of Eucalyptus grandis

Este estudo teve como objetivo avaliar a variação axial e o efeito do desbaste na massa específica das árvores centrais de Eucalyptus grandis aos 18 anos de idade. Para tanto, foi analisado um experimento situado próximo ao litoral do Rio Grande do Sul, instalado em delineamento blocos ao acaso com quatro repetições. Os tratamentos foram definidos devido ao número de desbastes aplicados e variaram de zero até seis intervenções. As árvores foram selecionadas, em cada tratamento, com base no diâmetro central e, após o abate, foram medidas e cubadas pelo método de Smalian. Em seguida, foram retirados discos nas posições 0, 25, 50, 75 e 100 por cento da altura comercial e na altura do peito (DAP), destinados à determinação da massa específica. Os resultados indicaram que a massa específica básica apresentou um decréscimo até a região do DAP, seguido de acréscimo, sem tendência de estabilização com a altura em todos os tratamentos analisados. O desbaste induziu a variação da massa específica básica em árvores centrais, porém não foi verificada uma tendência sistemática positiva ou negativa em relação ao espaço vital proporcionado pelo desbaste.

This study was undertaken to evaluate the axial variation and the effect of thinning on the basic density of Eucalyptus grandis central diameter trees with 18 years of age. A thinning experiment, located in the northern coast of Rio Grande do Sul, installed in random blocks with four repetitions was evaluated. The treatments were defined according to the number of interventions applied that ranged from zero to six. The trees were selected, in each treatment, on the basis of the central diameter. After cutting down, the trees were measured and the volume determined by Smalian method. Afterwards, disks were taken at the base, 25, 50, 75 and 100 percent of the commercial height, and at the breast height (DBH), for basic density determination. The results indicated that basic density showed a decrease up to DBH, followed by an increase, without a clear tendency to stabilize with the height in all treatments analyzed. The thinning caused variation in basic density of the central trees; however, there was no positive or negative precise trend related to the beneficial space provided by thinning.