Análise estrutural e propriedades tecnológicas da madeira de espécies da Amazônia

Abstract

A colheita madeireira é uma das principais atividades econômicas da região amazônica. Existem vários estudos que comprovam a sustentabilidade da colheita realizada a partir de técnicas de manejo florestal sustentável. Contudo, para potencializar essa sustentabilidade é necessário a maior diversificação das espécies a serem colhidas. Uma possibilidade é a colheita e utilização no segundo ciclo de madeiras oriundas de espécies não tradicionais ou não comerciais no primeiro ciclo de corte, que podem compor a maior parte da volumetria das futuras colheitas. Um entrave ou obstáculo para a utilização dessas novas espécies são as poucas informações de suas propriedades tecnológicas e do seu estoque na floresta. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi promover as espécies não tradicionais para o uso. O trabalho foi divido em quatro artigos. No primeiro artigo foi realizada análise estrutural de uma área de 64 ha localizada no Km-67 da Floresta Nacional do Tapajós. A floresta foi avaliada em 1981, um ano após a colheita, e em 2012, sendo analisados os parâmetros densidade (n.ha -1 ), área basal (m 2 .ha -1 ), volume (m 3 .ha 1 ) e distribuição diamétrica. Após 33 anos da colheita, a floresta manejada aumentou sua densidade, área basal e volume. Das 20 espécies com maior densidade em 2012, Bixa arborea Huber, Helicostylis pedunculata Benoist, Couratari stellata A. C. Sm., e Tachigali chrysophylla (Poepp.) Zarucchi & Herend. são potenciais para comercialização, pois além da elevada densidade, área basal e volume possuem distribuição diamétrica que favorece a recomposição florestal. O segundo estimou as propriedades físico-mecânicas de madeiras da Amazônia a partir da densidade básica, utilizando Redes Neurais Artificiais (RNA). As propriedades estimadas foram: contração (tangencial, radial e volumétrica), flexão estática, compressão paralela e perpendicular às fibras, dureza de Janka paralela e transversal, tração, fendilhamento e cisalhamento. A estimativa seguiu a tendência dos dados observados para as contrações tangencial, radial e volumétrica. A rede estimou com alta precisão as propriedades mecânicas. Em relação à distribuição dos erros, a flexão estática, compressão paralela e compressão perpendicular às fibras apresentaram maior precisão. Sendo assim, as Redes Neurais Artificiais podem ser utilizadas para estimar as propriedades contração (tangencial, radial e volumétrica), flexão estática, compressão paralela e perpendicular às fibras, dureza Janka, tração, cisalhamento e fendilhamento, a partir da densidade básica. O terceiro artigo teve como objetivo agrupar espécies da Amazônia através das propriedades físico-mecânicas das madeiras e realizar a análise discriminante para saber quais características tecnológicas foram mais importantes para esse agrupamento. As propriedades físico-mecânicas utilizadas para o agrupamento foram: densidade básica, contração (tangencial, radial e volumétrica), flexão estática, compressão paralela e perpendicular às fibras, dureza de Janka paralela e transversal, tração perpendicular às fibras, fendilhamento e cisalhamento. A análise de Cluster foi eficiente para o agrupamento das espécies. As espécies madeireiras estudadas foram separadas em três grupos distintos. As principais características físico-mecânicas utilizadas para discriminar os grupos foram: a densidade básica, o cisalhamento e a compressão paralela às fibras. No quarto artigo foi realizada a descrição anatômica da madeira de Couratari stellata A. C. Sm, estimativa das propriedades físico-mecânicas, determinação da densidade da madeira, poder calorífico, análise química imediata da madeira e do carvão, rendimento gravimétrico e determinação da friabilidade do carvão vegetal, com o objetivo de determinar as propriedades da madeira e do carvão dessa espécie. A madeira de Couratari stellata pode ser identificada a nível de espécie na microscopia através dos vasos/poros solitários, em arranjo diagonal, parênquima axial escasso e em linhas reticuladas, raios trisseriados, heterogêneos e presença de fibras septadas e não septadas. A madeira da espécie apresentou características favoráveis ao uso, podendo ser uma substituta de outras espécies com características semelhantes. O carvão de Couratari stellata pode ser utilizado para o uso doméstico.

Logging is one of the main economic activities in the Amazon region. There are several studies that prove the sustainability of logging based on sustainable forest management techniques. However, to enhance such sustainability, there needs to be a greater diversity of species for logging purposes. One possibility is to log and use second-cycle wood from non-traditional or non-commercial species in the first cutting cycle, which may comprise the majority of the volume of future logging. An impediment or obstacle to using these new species is lack of information on their technological properties and their forest stock. Therefore, the objective of this work was to promote the use of non- traditional species. The work was divided into four articles. In the first article, a structural analysis was made of an area measuring 64 ha by Km-67 of Tapajos National Forest. The forest was evaluated in 1981, a year after logging, and in 2012. The following parameters were analyzed: density (n.ha -1 ), basal area (m 2 .ha -1 ), volume (m 3 .ha 1 ) and diametric distribution. Thirty-three years after logging, there were increases in the managed forest increased for density, basal area, volume and diametric distribution. Out of the 20 species with the highest density in 2012: Bixa arborea Huber, Helicostylis pedunculata Benoist, Couratari stellata A. C. Sm., and Tachigali chrysophylla (Poepp.) Zarucchi & Herend have a potential market, because in addition to high density, basal area and volume, they have diametric distribution that favors the forest recovery. The second article estimated the physical-mechanical properties of Amazonian wood based on basic density, using Artificial Neural Networks (RNA). The estimated properties were: basic density, contraction (tangential, radial and volumetric), static flexion, compression parallel and perpendicular to grain, Janka hardness parallel and cross-sectional to grain, traction perpendicular to grain, cracking and shearing. The estimate followed the trend of the observed data for tangential, radial and volumetric contractions. The network estimated the mechanical properties with high accuracy. Regarding the distribution of errors, static flexion, and compression parallel and perpendicular to grain presented greater accuracy. Therefore, Artificial Neural Networks can be used to estimate the properties: contraction (tangential, radial and volumetric), static flexion, compression parallel and perpendicular to grain, Jankahardness, traction, shearing and cracking, based on basic density. The third article had the objective of clustering Amazonian species by physical-mechanical properties of the woods and make a discriminant analysis to find which technological properties were most important for the clusters. The physical-mechanical properties used for the clustering were: basic density, contraction (tangential, radial and volumetric), static flexion, compression parallel and perpendicular to grain, Janka hardness parallel and cross-sectional to grain, traction perpendicular to grain, cracking and shearing. Cluster analysis was efficient for the clustering of the species. The study wood species were separated into three distinct groups. The main physical-mechanical properties used to discriminate the groups were: basic density, shearing and compression parallel to grain. The fourth article reported the anatomical description of wood from Couratari stellata A. C. Sm,, estimation of its physical-mechanical properties, determination of wood density, heating value, immediate chemical analysis of wood and charcoal, determination of gravimetric yield and friability of charcoal, with the purpose of determining the properties for wood and charcoal of this species. Wood from Couratari stellata can be identified at the species level through microscopy by solitary vessels/pores, diagonal arrangement, scarce axial parenchyma and in reticulated lines, heterogeneous, multiserial rays and presence of septate fibers. The wood of the species presented characteristics that favor its use, hence it can replace other species with similar properties. Charcoal from Couratari stellata can be applied for domestic use.