Caracterização anatômica, química e físico-mecânica da madeira de paricá (Schizolobium amazonicum) para produção de energia e polpa celulósica

Abstract

O objetivo desse trabalho foi avaliar a influência da idade e da posição no tronco (radial e longitudinal) nas propriedades anatômicas, químicas, físicas e mecânicas na madeira de Schizolobium amazonicum (paricá) e na produção de polpa neutral sulphite semichemical pulping (NSSC) em comparação com a madeira de Eucalyptus grandis. A madeira de paricá foi proveniente de plantios comerciais localizados na região de Dom Eliseu, Estado do Pará, Brasil. Utilizaram-se quatro árvores para cada idade. Retirou-se um disco da seção transversal da base de cada tora para a análise anatômica e química e a partir da prancha diametral retiraram-se as amostras para determinação das propriedades físico-mecânicas. A polpação foi efetuada em diferentes cargas de sulfito (Na2SO3) e diferentes tempos de cozimento. O branqueamento realizou-se na seqüência QPFAS. A variação radial no comprimento das fibras foi mais acentuada do que aqueles encontrados no sentido longitudinal e em função da idade. Os valores médios do comprimento das fibras, largura, diâmetro e espessura da parede foram, respectivamente, 1,07 mm, 33,26, 24,56 e 3,85 μm. A largura do lume foi superior aos valores normalmente encontrados para a madeira do gênero Eucalyptus. Observou-se pouca consistência do efeito da idade na composição química da madeira. Quando comprados com a madeira de eucalipto, o teor de lignina Klason foi alto, porém o teor de lignina solúvel foi baixo (média de 1,90%), a relação S/G e o teor de ácidos urônicos foram baixos (1,07 e 1,0%, respectivamente). O teor de extrativos foi baixo em relação a outras essências nativas, porém dentro da faixa encontrada para a madeira de eucalipto. O teor de carbono foi em média igual a 45% para todas as idades. A madeira de paricá continha elevado teor de umidade depois de colhida. A densidade foi baixa, com tendência de aumento com a idade. A média de densidade para a madeira de 5 anos foi igual a 262 kg/m3 e de 11 anos igual a 303 kg/m3. O fator anisotrópico médio foi 1,95, considerado normal e a contração volumétrica média foi de 9,32%, ambos inferiores ao encontrado para a madeira de eucalipto. Os valores das propriedades mecânicas são considerados baixos (fato esperado devido a sua baixa densidade) em todas as idades, com tendência de aumento com a idade, exceto para a idade de 9 anos. Esse decréscimo na idade de 9 anos também foi observado nos valores de densidade e em alguns parâmetros anatômicos e pode ser explicado em função do plantio ser efetuado com sementes, com ausência de controle dessa variável. As polpas de paricá apresentaram rendimento e alvura inferiores aos das polpas de eucalipto e maior consumo de energia durante do refino dos cavacos. Na condição de 16% de sulfito e 150 min de tempo de cozimento, os rendimentos e as alvuras para a madeira de paricá e eucalipto foram, respectivamente, 75 e 77% e em torno de 70 e 80% ISSO. As resistências dos papéis da madeira de paricá foram ligeiramente inferiores às resistências dos papeis de polpas de eucalipto.

This work aimed to evaluate the influence of age and position on the trunk (radial and longitudinal) on the anatomic, chemical, physical and mechanical properties of Schizolobium amazonicum (paricá) wood and neutral sulphite semi-chemical pulping (NSSC), compared to Eucalyptus grandis wood. Paricá wood originated from commercial plantations located in the region of Dom Eliseu, Pará, Brazil. Four trees were used for each age. A disc was removed from the transversal section at the base of each log for anatomical and chemical analysis and samples were taken from the diametric board for determination of the physical-mechanical properties. Pulping was made in different loads of sulphite (Na2SO3) and different cooking times. Bleaching was performed in the QPFAS sequence. Radial variance in the length of the fibers was more pronounced than those found longitudinally and in function of age.. The mean values of the length of the fibers, width, diameter and thickness of the wall were, respectively, 1.07 mm, 33, 26, 24, 56 and 3.85 μm. Lumen width was superior to the values normally found for Eucalyptus wood. .Little consistency was found in the effect of age on the chemical composition of the wood. When compared with the Eucalyptus wood, Klason lignin content was high, but the content of soluble lignin was low (mean of 1.90%), and the S/G CHECAR SIGLA EM INGLES relation and uronic acid content were low (1.07 and 1.0 %, respectively). The extractive content was low compared to other native essences, but within the range found for eucalyptus wood. Carbon content was on average equal to 45% for all ages. Parica wood contained high humidity content after being harvested. Density was low, tending to increase with age. Density mean for 5-year-old wood was equal to 262 kg/m3 and for 11- year-old wood, equal to 303 kg/m3. The mean anisotropic factor was 1.95, considered normal and the mean volumetric contraction was 9.32%, both below those found for eucalyptus wood. The mechanical property values are considered low (which was expected due to the low density) at all ages, with tendency to increase with age, except for the age of nine. This decrease at the age of nine was also observed in the density values and in some anatomical parameters and can be explained in function of the planting being performed with seeds, without control of this variable. The parica pulps presented lower yield and brightness than the eucalyptus pulps and greater consumption of energy during chip processing. Under the condition of 16% of sulphite and 150 min cooking time, yield and whiteness for parica and eucalyptus woods were, respectively, 75 and 77% and around 70 and 80% ISSO. The resistances of the parica wood papers were slightly lower than those of the eucalyptus wood papers.