Madeira





A madeira é um tecido estrutural poroso e fibroso encontrado nos caules e raízes de árvores e outras plantas lenhosas . É um material orgânico , um composto natural de fibras de celulose que são fortes em tensão e embutidas em uma matriz de lignina que resiste à compressão. A madeira é às vezes definida como apenas o xilema secundário nos caules das árvores, ou é definido de forma mais ampla para incluir o mesmo tipo de tecido em outros lugares, como nas raízes de árvores ou arbustos. Em uma árvore viva, realiza uma função de suporte, permitindo que as plantas lenhosas cresçam em grande escala ou se levantem sozinhas. Também transmite água e nutrientes entre as folhas , outros tecidos em crescimento e as raízes. A madeira também pode se referir a outros materiais de plantas com propriedades comparáveis ​​e a materiais projetados a partir de madeira, lascas de madeira ou fibras.

A madeira é usada há milhares de anos como combustível , como material de construção , para fabricação de ferramentas e armas , móveis e papel . Mais recentemente surgiu como matéria-prima para a produção de celulose purificada e seus derivados, como celofane e acetato de celulose .

Em 2005, o estoque crescente de florestas em todo o mundo era de cerca de 434 bilhões de metros cúbicos, 47% dos quais eram comerciais.  Como um recurso renovável abundante e neutro em carbono , os materiais lenhosos têm sido de intenso interesse como fonte de energia renovável. Em 1991, aproximadamente 3,5 bilhões de metros cúbicos de madeira foram colhidos. Usos dominantes foram para móveis e construção civil.

História
Uma descoberta em 2011, na província canadense de New Brunswick, rendeu às primeiras plantas conhecidas madeira cultivada, aproximadamente entre 395 e 400 milhões de anos atrás .

A madeira pode ser datada por datação por carbono e, em algumas espécies, por dendrocronologia para determinar quando um objeto de madeira foi criado.

As pessoas usam a madeira há milhares de anos para muitos propósitos, inclusive como combustível ou como material de construção para a fabricação de casas , ferramentas , armas , móveis , embalagens , obras de arte e papel . Construções conhecidas usando madeira datam de dez mil anos. Edifícios como a casa longa neolítica européia eram feitos principalmente de madeira.

O uso recente de madeira foi aprimorado pela adição de aço e bronze na construção.

A variação ano a ano nas larguras dos anéis de árvores e as abundâncias isotópicas dão pistas sobre o clima predominante no momento em que uma árvore foi cortada.

Propriedades físicas

Anéis de crescimento

A madeira, no sentido estrito, é produzida por árvores , que aumentam em diâmetro pela formação, entre a madeira existente e a casca interna , de novas camadas lenhosas que envolvem todo o caule, galhos vivos e raízes. Este processo é conhecido como crescimento secundário ; é o resultado da divisão celular no câmbio vascular , um meristema lateral e subseqüente expansão das novas células. Essas células então formam paredes celulares secundárias espessadas, compostas principalmente de celulose , hemicelulose e lignina .

Onde as diferenças entre as quatro estações são distintas, por exemplo, Nova Zelândia , o crescimento pode ocorrer em um padrão anual ou sazonal discreto, levando a anéis de crescimento ; estes geralmente podem ser vistos mais claramente no final de um log, mas também são visíveis nas outras superfícies. Se a distinção entre as estações é anual (como é o caso nas regiões equatoriais, por exemplo, Cingapura ), esses anéis de crescimento são referidos como anéis anuais. Onde há pouca diferença sazonal, os anéis de crescimento provavelmente serão indistintos ou ausentes. Se a casca da árvore tiver sido removida em uma área específica, os anéis provavelmente serão deformados à medida que a planta supere a cicatriz.

Se existem diferenças dentro de um anel de crescimento, então a parte de um anel de crescimento mais próximo do centro da árvore, e formada no início da estação de crescimento quando o crescimento é rápido, é geralmente composta de elementos mais amplos. É geralmente de cor mais clara que a próxima da porção externa do anel, e é conhecida como madeira adiantada ou junco. A parte externa formada no final da estação é então conhecida como madeira tardia ou de verão.  No entanto, existem grandes diferenças, dependendo do tipo de madeira .

Nós

À medida que uma árvore cresce, ramos mais baixos freqüentemente morrem, e suas bases podem ficar cobertas por camadas subseqüentes de madeira de tronco, formando um tipo de imperfeição conhecida como nó. O galho morto não pode ser preso à madeira do tronco, exceto em sua base, e pode cair depois que a árvore tiver sido serrada em tábuas. Os nós afetam as propriedades técnicas da madeira, geralmente reduzindo a resistência local e aumentando a tendência de rachar ao longo do grão de madeira, mas pode ser explorada para efeito visual. Em uma prancha seccionada longitudinalmente, um nó aparecerá como um pedaço de madeira "sólido" circular (geralmente mais escuro) em torno do qual o grãodo resto da madeira "flui" (partes e reencontra). Dentro de um nó, a direção da madeira (direção das fibras) é de até 90 graus diferentes da direção das fibras da madeira comum.

Na árvore, um nó é a base de um ramo lateral ou um botão dormente. Um nó (quando a base de um ramo lateral) é de forma cônica (daí a seção transversal aproximadamente circular) com a ponta interna no ponto no diâmetro do caule no qual o câmbio vascular da planta estava localizado quando o ramo se formou como um botão.

Na classificação de madeira e madeira estrutural, os nós são classificados de acordo com sua forma, tamanho, solidez e firmeza com que são mantidos no lugar. Essa firmeza é afetada, entre outros fatores, pelo período de tempo durante o qual a ramificação estava morta enquanto a haste de fixação continuava a crescer.

Os nós afetam materialmente as rachaduras e deformações, a facilidade de trabalho e a clivagem da madeira. São defeitos que enfraquecem a madeira e reduzem seu valor para fins estruturais, onde a força é uma consideração importante. O efeito de enfraquecimento é muito mais sério quando a madeira é submetida a forças perpendiculares ao grão e / ou tensão do que quando sob carga ao longo do grão e / ou compressão . Até que ponto os nós afetam a força de um feixedepende de sua posição, tamanho, número e condição. Um nó no lado superior é comprimido, enquanto um no lado inferior é submetido a tensão. Se houver um teste de temporada no nó, como é frequentemente o caso, ele oferecerá pouca resistência a esse esforço de tração. Pequenos nós, no entanto, podem estar localizados ao longo do plano neutro de uma viga e aumentar a força evitando o cisalhamento longitudinal . Os nós em uma tábua ou tábua são menos prejudiciais quando se estendem através dela em ângulos retos até sua superfície mais ampla. Os nós que ocorrem perto das extremidades de uma viga não a enfraquecem. Os nós de som que ocorrem na parte central, um quarto da altura do feixe a partir de qualquer das extremidades, não são defeitos graves.

-  Samuel J. Record, as propriedades mecânicas da madeira
Os nós não influenciam necessariamente a rigidez da madeira estrutural, isso dependerá do tamanho e da localização. A rigidez e a resistência elástica são mais dependentes da madeira sadia do que de defeitos localizados. A força de ruptura é muito suscetível a defeitos. Os nós de som não enfraquecem a madeira quando sujeitos à compressão paralela ao grão.

Em algumas aplicações decorativas, madeira com nós pode ser desejável para adicionar interesse visual. Em aplicações onde a madeira é pintada , como rodapés, placas de fascia, caixilhos de portas e móveis, as resinas presentes na madeira podem continuar a 'sangrar' até a superfície de um nó por meses ou mesmo anos após a fabricação e se mostrar amarelo ou mancha acastanhada. Uma tinta ou solução de primer de nó ( knotting ), aplicada corretamente durante a preparação, pode fazer muito para reduzir esse problema, mas é difícil de controlar completamente, especialmente quando se usa estoques de madeira produzidos em forno.

Cerne e alburno

Cerne (ou duramen ) é a madeira que, como resultado de uma transformação química natural, se tornou mais resistente à decomposição. A formação de cerne é um processo geneticamente programado que ocorre espontaneamente. Existe alguma incerteza sobre se a madeira morre durante a formação do cerne, uma vez que ainda pode reagir quimicamente a organismos deteriorados, mas apenas uma vez.

O cerne é frequentemente visualmente distinto do alburno vivo e pode ser distinguido em uma seção transversal onde o limite tenderá a seguir os anéis de crescimento. Por exemplo, às vezes é muito mais escuro. No entanto, outros processos, como a decomposição ou a invasão de insetos, também podem descolorir a madeira, mesmo em plantas lenhosas que não formam cerne, o que pode gerar confusão.

O alburno (ou alburnum  ) é a madeira mais nova e mais externa; na árvore em crescimento é madeira viva,  e suas principais funções são conduzir a água das raízes até as folhas e guardar e devolver de acordo com a estação as reservas preparadas nas folhas. No entanto, no momento em que se tornam competentes para conduzir a água, todas as traqueídes e vasos do xilema perderam o citoplasma e, portanto, as células estão funcionalmente mortas. Toda a madeira de uma árvore é primeiro formada como alburno. Quanto mais folhas uma árvore suportar e quanto mais vigoroso seu crescimento, maior o volume de alburno necessário. Assim, as árvores que fazem um rápido crescimento a céu aberto têm o alburno mais espesso do que as árvores da mesma espécie que crescem em florestas densas. Às vezes árvores (de espécies que formam cerne) cultivadas a céu aberto podem se tornar de tamanho considerável, 30 cm (12 pol) ou mais de diâmetro, antes de qualquer cerne começar a se formar, por exemplo, em nogueira de segundo crescimento , ou aberto pinheiros crescidos .

O termo cerne deriva apenas de sua posição e não de qualquer importância vital para a árvore. Isto é evidenciado pelo fato de que uma árvore pode prosperar com seu coração completamente deteriorado. Algumas espécies começam a formar cerne muito cedo na vida, tendo apenas uma fina camada de alburno vivo, enquanto em outras a mudança vem lentamente. O alburno fino é característico de espécies como a castanha , o gafanhoto negro , a amoreira , osage-orange e sassafrás , enquanto que em maple , cinza , nogueira , agreira , faia e pinheiro, o alburno espesso é a regra.  Outros nunca formam o cerne.

Nenhuma relação definida existe entre os anéis anuais de crescimento e a quantidade de alburno. Dentro da mesma espécie, a área da seção transversal do alburno é muito mais ou menos proporcional ao tamanho da copa da árvore. Se os anéis são estreitos, mais deles são necessários do que onde eles são largos. À medida que a árvore cresce, o alburno deve necessariamente tornar-se mais fino ou aumentar materialmente em volume. O alburno é relativamente mais espesso na porção superior do tronco de uma árvore do que perto da base, porque a idade e o diâmetro das seções superiores são menores.

Quando uma árvore é muito nova, ela está coberta de membros quase, se não inteiramente, no chão, mas à medida que envelhece, alguns ou todos eles eventualmente morrem e são rompidos ou caídos. O crescimento subseqüente da madeira pode ocultar completamente os tocos que, no entanto, permanecerão como nós. Não importa o quão suave e claro seja o log de fora, ele é mais ou menos nodoso perto do meio. Conseqüentemente, o alburno de uma árvore velha, e particularmente de uma árvore cultivada na floresta, será mais livre de nós do que o cerne interno. Como na maioria dos usos da madeira, os nós são defeitos que enfraquecem a madeira e interferem com sua facilidade de trabalho e outras propriedades, segue-se que um dado pedaço de alburno, devido à sua posição na árvore, pode ser mais forte que um pedaço de madeira. cerne da mesma árvore.

É notável que o cerne interno de árvores antigas permaneça tão sólido quanto costuma ser, já que em muitos casos são centenas e, em alguns casos, milhares de anos de idade. Cada membro ou raiz quebrados, ou ferida profunda causada por fogo, insetos ou madeira em queda, podem permitir uma entrada para a cárie, que, uma vez iniciada, pode penetrar em todas as partes do tronco. As larvas de muitos insetos penetravam nas árvores e seus túneis permaneciam indefinidamente como fontes de fraqueza. Quaisquer que sejam as vantagens, no entanto, que o alburno possa ter a esse respeito, devem-se unicamente à sua idade e posição relativas.

Se uma árvore cresce toda a sua vida ao ar livre e as condições do soloe o local permanece inalterado, fará seu crescimento mais rápido na juventude e declinará gradualmente. Os anéis anuais de crescimento são por muitos anos bastante amplos, mas depois eles se tornam mais estreitos e mais estreitos. Uma vez que cada anel sucessivo é colocado do lado de fora da madeira previamente formada, segue-se que, a menos que uma árvore aumente sua produção de madeira de ano para ano, os anéis devem necessariamente tornar-se mais finos à medida que o tronco se alargar. Conforme a árvore atinge a maturidade, sua coroa torna-se mais aberta e a produção anual de madeira é reduzida, reduzindo ainda mais a largura dos anéis de crescimento. No caso das árvores cultivadas na floresta, depende tanto da competição das árvores em sua luta pela luz e nutrição que os períodos de crescimento rápido e lento podem se alternar. Algumas árvores, como os carvalhos do sul, mantenha a mesma largura do anel por centenas de anos. No geral, no entanto, à medida que uma árvore cresce em diâmetro, a largura dos anéis de crescimento diminui.

Diferentes pedaços de madeira cortados de uma árvore grande podem diferir decididamente, particularmente se a árvore é grande e madura. Em algumas árvores, a madeira depositada tardiamente na vida de uma árvore é mais macia, mais clara, mais fraca e mais texturizada do que a produzida anteriormente, mas em outras árvores, o inverso se aplica. Isto pode ou não corresponder ao cerne e ao alburno. Em uma tora grande, o alburno, por causa do tempo na vida da árvore quando foi cultivada, pode ser inferior em dureza , força e tenacidade para igualmente soar o cerne do mesmo tronco. Em uma árvore menor, o inverso pode ser verdadeiro.

Cor

Em espécies que mostram uma diferença distinta entre o cerne e o alburno, a cor natural do cerne é geralmente mais escura que a do alburno, e muito frequentemente o contraste é conspícuo (ver seção do log de teixo acima). Isso é produzido por depósitos no cerne de substâncias químicas, de modo que uma variação de cor dramática não implica uma diferença significativa nas propriedades mecânicas do cerne e do alburno, embora possa haver uma diferença bioquímica marcante entre os dois.

Alguns experimentos em espécimes de pinheiro muito longo e resinoso indicam um aumento na resistência, devido à resina que aumenta a força quando seca. Esse cerne saturado de resina é chamado de "gordura mais leve". Estruturas construídas de isqueiro de gordura são quase impermeáveis ​​à podridão e aos cupins ; no entanto, eles são muito inflamáveis. Os tocos dos antigos pinheiros longleaf são freqüentemente cavados, divididos em pequenos pedaços e vendidos como fogo para incêndios. Tocos assim cavados podem permanecer um século ou mais desde que foram cortados. Abetos impregnados com resina bruta e secos também são grandemente aumentados em força.

Como o lenho tardio de um anel de crescimento é geralmente de cor mais escura que o lenho inicial, esse fato pode ser usado para avaliar visualmente a densidade e, portanto, a dureza e a resistência do material. Este é particularmente o caso das madeiras de coníferas. Em madeiras com poros em anel, os vasos da madeira primitiva geralmente aparecem em uma superfície acabada, mais escuros do que o lenho tardio mais denso, embora em seções transversais do cerne o reverso seja comumente verdadeiro. Caso contrário, a cor da madeira não é indicação de força.

Descoloração anormal da madeira freqüentemente denota uma condição de doença, indicando insalubridade. A checagem preta na cicuta ocidental é o resultado de ataques de insetos. As manchas marrom-avermelhadas tão comuns em nogueira e outras madeiras são, em grande parte, resultado de ferimentos causados ​​por pássaros. A descoloração é apenas uma indicação de uma lesão e, com toda a probabilidade, não afeta, por si só, as propriedades da madeira. Certos fungos produtores de podridão conferem à madeira cores características que se tornam assim sintomáticas da fraqueza; no entanto, um efeito atrativo conhecido como spalting produzido por este processo é freqüentemente considerado uma característica desejável. A coloração ordinária da seiva é devida ao crescimento de fungos, mas não produz necessariamente um efeito enfraquecedor.

Teor de água
A água ocorre em madeira viva em três locais, a saber:

nas paredes celulares ,
no conteúdo protoplasmático das células
como água livre nas cavidades celulares e espaços, especialmente do xilema
No cerne, ocorre apenas no primeiro e no último formulário. A madeira completamente seca ao ar retém 8–16% da água nas paredes das células e nenhuma ou praticamente nenhuma nas outras formas. Mesmo a madeira seca no forno retém uma pequena porcentagem de umidade, mas para todos, exceto para fins químicos, pode ser considerada absolutamente seca.

O efeito geral do teor de água sobre a substância da madeira é torná-la mais macia e mais maleável. Um efeito semelhante ocorre na ação de amaciamento da água em couro cru, papel ou tecido. Dentro de certos limites, quanto maior o teor de água, maior o seu efeito suavizante.

A secagem produz um aumento decidido na resistência da madeira, particularmente em pequenos espécimes. Um exemplo extremo é o caso de um bloco de abeto completamente seco de 5 cm de seção, que sustentará uma carga permanente quatro vezes maior do que um bloco verde (não seco) do mesmo tamanho.

O maior aumento de resistência devido à secagem é a força máxima de esmagamento e a força no limite elástico em compressão de ponta; estes são seguidos pelo módulo de ruptura e tensão no limite elástico na flexão cruzada, enquanto o módulo de elasticidade é menos afetado.

Estrutura

A madeira é um material heterogêneo , higroscópico , celular e anisotrópico . É composto de células, e as paredes celulares são compostas de micro-fibrilas de celulose (40-50%) e hemicelulose (15-25%) impregnadas com lignina (15-30%).

Em espécies de coníferas ou de madeira macia, as células da madeira são em sua maioria de um tipo, traqueídeas , e como resultado, o material é muito mais uniforme em estrutura do que o da maioria das madeiras duras . Não há vasos ("poros") em madeira de coníferas, como se vê tão proeminentemente em carvalho e cinzas, por exemplo.

A estrutura das madeiras de lei é mais complexa.A capacidade de condução de água é principalmente cuidada por navios : em alguns casos (carvalho, castanha, cinza) estes são bastante grandes e distintos, em outros ( buckeye , choupo , salgueiro ) muito pequenos para serem vistos sem uma lente de mão . Ao discutir tais madeiras é habitual para dividi-las em duas grandes categorias, anel-porosa e difusa-porosa .

Em espécies anel poroso, tais como cinzas, gafanhoto preto, catalpa , castanha, ulmeiro , nogueira, amora , e carvalho,  nos recipientes ou poros maiores (como secções transversais dos vasos são chamados) são localizados na parte do anel de crescimento formado na primavera, formando assim uma região de tecido mais ou menos aberto e poroso. O resto do anel, produzido no verão, é composto de vasos menores e uma proporção muito maior de fibras de madeira. Essas fibras são os elementos que dão força e resistência à madeira, enquanto os vasos são uma fonte de fraqueza.

Em madeiras porosas difusas, os poros são uniformemente dimensionados para que a capacidade de condução de água seja espalhada por todo o anel de crescimento, em vez de ser coletada em uma faixa ou fileira. Exemplos deste tipo de madeira são o amieiro ,  basswood , bétula ,  buckeye, maple, salgueiro e as espécies Populus , como álamo, álamo e choupo.  Algumas espécies, como a nogueira e a cereja , estão na fronteira entre as duas classes, formando um grupo intermediário.
Earlywood e latewood
Em madeira macia

Em madeiras de lei temperadas, há freqüentemente uma diferença marcante entre o lenho tardio e o lenho antecipado. O lenho tardio será mais denso do que aquele formado no início da temporada. Quando examinadas ao microscópio, as células do denso lenho tardio são vistas como de parede muito espessa e com cavidades celulares muito pequenas, enquanto aquelas formadas primeiro na estação têm paredes finas e grandes cavidades celulares. A força está nas paredes, não nas cavidades. Por isso, quanto maior a proporção de madeira lenhosa, maior a densidade e a força. Na escolha de um pedaço de pinheiro, onde a força ou rigidez é a consideração importante, a principal coisa a observar é as quantidades comparativas de madeiras precoces e tardias. A largura do anel não é tão importante quanto a proporção e a natureza do lenho tardio no anel.

Se um pedaço pesado de pinheiro for comparado com um pedaço leve, será visto imediatamente que o mais pesado contém uma maior proporção de madeira lenhosa do que o outro e, portanto, está mostrando anéis de crescimento mais claramente demarcados. Nos pinheiros brancos não há muito contraste entre as diferentes partes do anel e, como resultado, a madeira tem uma textura muito uniforme e é fácil de trabalhar. Em pinheiros duros , por outro lado, o lenho tardio é muito denso e é de coloração profunda, apresentando um contraste muito decidido com a madeira macia, de cor palha.

Não é apenas a proporção do lenho tardio, mas também a sua qualidade, que conta. Nos espécimes que mostram uma proporção muito grande de madeira lenhosa, ela pode ser perceptivelmente mais porosa e pesar consideravelmente menos do que o lenho tardio em pedaços que contêm menos madeira tardia. Pode-se julgar a densidade comparativa e, portanto, até certo ponto, pela inspeção visual.

Nenhuma explicação satisfatória pode ainda ser dada para os mecanismos exatos que determinam a formação de madeiras precoces e lenhosos tardios. Vários fatores podem estar envolvidos. Em coníferas, pelo menos, a taxa de crescimento por si só não determina a proporção das duas porções do anel, pois em alguns casos a madeira de crescimento lento é muito dura e pesada, enquanto em outros o oposto é verdadeiro. A qualidade do local onde a árvore cresce, sem dúvida, afeta o caráter da madeira formada, embora não seja possível formular uma regra que a governe. Em geral, no entanto, pode-se dizer que, onde a força ou a facilidade de trabalho é essencial, devem ser escolhidos bosques de crescimento moderado a lento.

Em madeiras aneladas porosas

Em madeiras com poros em anel, o crescimento de cada estação é sempre bem definido, porque os grandes poros formados no início da estação confinam com o tecido mais denso do ano anterior.

No caso das madeiras de lei porosas, parece existir uma relação bem definida entre a taxa de crescimento da madeira e suas propriedades. Isso pode resumir-se resumidamente na afirmação geral de que quanto mais rápido o crescimento ou mais amplos os anéis de crescimento, mais pesado, mais duro, mais forte e mais rígido a madeira. Isso, deve ser lembrado, aplica-se apenas a madeiras porosas como carvalho, cinza, nogueira e outras do mesmo grupo, e está, é claro, sujeito a algumas exceções e limitações.

Em madeiras de bom crescimento, com poros em anel, geralmente é o lenho tardio, no qual as fibras que dão força de paredes grossas são mais abundantes. À medida que a largura do anel diminui, esse lenho tardio é reduzido de modo que o crescimento muito lento produz uma madeira porosa comparativamente leve, composta de vasos de paredes finas e parênquima de madeira. Em bom carvalho, esses grandes vasos da madeira primitiva ocupam de 6 a 10% do volume do tronco, enquanto que em material inferior eles podem chegar a 25% ou mais. O lenho tardio de carvalho bom é de cor escura e firme, e consiste principalmente de fibras de paredes grossas que formam metade ou mais da madeira. Em carvalho inferior, esse lenho tardio é muito reduzido tanto em quantidade quanto em qualidade. Tal variação é em grande parte o resultado da taxa de crescimento.

A madeira com anéis largos é freqüentemente chamada de "segundo crescimento", porque o crescimento da madeira jovem em áreas abertas depois que as árvores antigas foram removidas é mais rápido do que nas árvores de uma floresta fechada, e na fabricação de artigos onde a força é uma consideração importante como o material de madeira dura de "segundo crescimento" é preferido. Este é particularmente o caso na escolha de nogueira para alças e raios . Aqui não só força, mas tenacidade e resiliência são importantes.

Os resultados de uma série de testes de nogueira pelo Serviço Florestal dos EUA mostram que:

"O trabalho ou capacidade de resistência ao choque é maior em madeira de anéis largos que tem de 5 a 14 anéis por polegada (anéis de 1,8-5 mm de espessura), é bastante constante de 14 a 38 anéis por polegada (anéis 0,7-1,8 mm de espessura ), e diminui rapidamente de 38 para 47 anéis por polegada (anéis 0,5-0,7 mm de espessura) .A força na carga máxima não é tão grande com a madeira de crescimento mais rápido, é no máximo com 14 a 20 anéis por polegada ( anéis 1,3 a 1,8 mm de espessura), e novamente se torna menor à medida que a madeira se torna mais proximamente rodeada.A dedução natural é que madeira de valor mecânico de primeira classe mostra de 5 a 20 anéis por polegada (anéis de 1,3 a 5 mm de espessura) e que Um crescimento mais lento gera um estoque mais baixo e, portanto, o inspetor ou comprador de nogueira deve discriminar a madeira que tem mais de 20 anéis por polegada (anéis com menos de 1,3 mm de espessura).no caso de crescimento normal em situações secas, em que o material de crescimento lento pode ser forte e resistente ".
O efeito da taxa de crescimento sobre as qualidades da madeira de castanha é resumido pela mesma autoridade como segue:

"Quando os anéis são largos, a transição da madeira da primavera para a de verão é gradual, enquanto nos anéis estreitos a madeira da primavera passa abruptamente para a madeira do verão. A largura da madeira da primavera muda pouco com a largura do anel anual. que o estreitamento ou alargamento do anel anual é sempre à custa da madeira de Verão. Os vasos estreitos da madeira de verão tornam-na mais rica em madeira do que a madeira de Primavera composta por vasos largos, portanto, espécimes de crescimento rápido com anéis largos tem mais substância de madeira do que árvores de crescimento lento com anéis estreitos, pois quanto maior a quantidade de madeira, maior o peso, e quanto maior o peso, mais forte é a madeira, castanhas com anéis largos devem ter madeira mais forte que castanhas com anéis estreitos.Isso concorda com a visão aceita de que os brotos (que sempre possuem anéis largos) produzem madeira melhor e mais forte do que as castanhas de mudas, que crescem mais lentamente em diâmetro. "
Em madeiras porosas difusas
Nas madeiras porosas difusas, a demarcação entre os anéis nem sempre é tão clara e, em alguns casos, é quase (se não inteiramente) invisível a olho nu. Por outro lado, quando há uma demarcação clara, pode não haver uma diferença perceptível na estrutura dentro do anel de crescimento.

Em madeiras porosas difusas, como já foi dito, os vasos ou poros são de tamanho uniforme, de modo que a capacidade de condução da água é espalhada por todo o anel, em vez de ser coletada na floresta primitiva. O efeito da taxa de crescimento não é, portanto, o mesmo que nas madeiras anelares porosas, aproximando-se mais das condições nas coníferas. Em geral, pode-se afirmar que tais madeiras de crescimento médio proporcionam material mais forte do que quando crescem muito rapidamente ou muito lentamente. Em muitos usos da madeira, a força total não é a principal consideração. Se a facilidade de trabalho é apreciada, a madeira deve ser escolhida em relação à sua uniformidade de textura e retidão do grão, o que na maioria dos casos ocorre quando há pouco contraste entre o lenho tardio do crescimento de uma estação e o início da próxima.

Madeira Monocot

O material estrutural que se assemelha a madeira comum, "dicotiledónea" ou de coníferas nas suas características de manuseamento bruto é produzido por várias plantas monocotiledóneas , e estas também são coloquialmente designadas por madeira. Destes, o bambu , botanicamente um membro da família das gramíneas, tem uma importância económica considerável, sendo os grandes colmos largamente utilizados como material de construção e construção e no fabrico de pavimentos, painéis e laminados . Outro grande grupo de plantas que produz material que muitas vezes é chamado de madeira são as palmas das mãos . De muito menor importância são plantas como Pandanus , Dracaena e Cordyline . Com todo esse material, a estrutura e composição da matéria-prima processada é bem diferente da madeira comum.

Gravidade específica
A única propriedade mais reveladora da madeira como um indicador da qualidade da madeira é a gravidade específica (Timell 1986),  já que tanto o rendimento da polpa quanto a resistência da madeira são determinados por ela. Gravidade específica é a razão entre a massa de uma substância e a massa de um volume igual de água; Densidade é a relação de uma massa de uma quantidade de uma substância com o volume dessa quantidade e é expressa em massa por unidade de substância, por exemplo, gramas por mililitro (g / cm 3 ou g / ml). Os termos são essencialmente equivalentes desde que o sistema métrico seja usado. Após a secagem, a madeira encolhe e a sua densidade aumenta. Os valores mínimos estão associados à madeira verde (saturada de água) e são referidos como gravidade específica básica (Timell, 1986).

Densidade de madeira

A densidade da madeira é determinada por múltiplos fatores de crescimento e fisiológicos compostos em “uma característica de madeira facilmente mensurável” (Elliott, 1970).

Idade, diâmetro, altura, crescimento radial (tronco), localização geográfica, local e condições de crescimento, tratamento silvicultural e fonte de sementes influenciam até certo ponto a densidade da madeira. Variação é de se esperar. Dentro de uma árvore individual, a variação na densidade da madeira é geralmente tão grande ou até maior do que aquela entre árvores diferentes (Timell, 1986).  A variação da gravidade específica dentro do fuste de uma árvore pode ocorrer na direção horizontal ou vertical.

Madeiras duras e macias
É comum classificar madeira como madeira mole ou madeira dura . A madeira das coníferas (por exemplo, pinheiro) é chamada de madeira macia e a madeira das dicotiledôneas (geralmente árvores de folhas largas (por exemplo, carvalho) é chamada de madeira. Esses nomes são um pouco enganadores, pois madeiras não são necessariamente duras e madeiras macias não são A balsa (madeira dura) é bem mais macia do que qualquer fibra longa comercial, e algumas madeiras moles (por exemplo, teixo ) são mais duras do que muitas madeiras de lei.

Existe uma forte relação entre as propriedades da madeira e as propriedades da árvore específica que a originou. A densidade da madeira varia com as espécies. A densidade de uma madeira correlaciona-se com a sua resistência (propriedades mecânicas). Por exemplo, o mogno é uma madeira de densidade média que é excelente para a fabricação de móveis finos, enquanto a balsa é leve, o que a torna útil para a construção de modelos . Um dos bosques mais densos é o pau-ferro negro .

Química da madeira

A composição química da madeira varia de espécie para espécie, mas é aproximadamente 50% de carbono, 42% de oxigênio, 6% de hidrogênio, 1% de nitrogênio e 1% de outros elementos (principalmente cálcio , potássio , sódio , magnésio , ferro e manganês ) por peso. A madeira também contém enxofre , cloro , silício , fósforo e outros elementos em pequena quantidade.

Além da água, a madeira tem três componentes principais. A celulose , um polímero cristalino derivado da glicose, constitui cerca de 41-43%. Em seguida, em abundância, está a hemicelulose , que é de cerca de 20% nas árvores decíduas, mas próximo de 30% nas coníferas. São principalmente açúcares de cinco carbonos que estão ligados de maneira irregular, em contraste com a celulose. A lignina é o terceiro componente em torno de 27% em madeira de coníferas vs. 23% em árvores decíduas. A lignina confere as propriedades hidrofóbicas refletindo o fato de que é baseada em anéis aromáticos. Estes três componentes estão entrelaçados e existem ligações covalentes diretas entre a lignina e a hemicelulose. Um dos principais focos da indústria do papel é a separação da lignina da celulose, da qual o papel é feito.

Em termos químicos, a diferença entre madeira dura e madeira mole é refletida na composição da lignina constituinte . A lignina de madeira dura é derivada principalmente do álcool sinapílico e do álcool coniferílico . A lignina de madeira macia é principalmente derivada do álcool coniferílico.

Extrativos
Além da lignocelulose , a madeira consiste em uma variedade de compostos orgânicos de baixo peso molecular , chamados extrativos . Os extrativos de madeira são ácidos graxos , ácidos resínicos , ceras e terpenos . Por exemplo, a resina é exsudada por coníferas como proteção contra insetos . A extração desses materiais orgânicos da madeira fornece tall oil , terebintina e resina.

Usos
Combustível

A madeira tem uma longa história de uso como combustível,  que continua até hoje, principalmente nas áreas rurais do mundo. A madeira é preferida à madeira macia porque cria menos fumaça e queima mais. Adicionando um fogão a lenha ou lareira para uma casa é muitas vezes sentida para adicionar ambiente e calor.

Construção

A madeira tem sido um importante material de construção desde que os humanos começaram a construir abrigos, casas e barcos. Quase todos os barcos eram feitos de madeira até o final do século 19, e a madeira permanece em uso comum atualmente na construção de barcos. O olmo, em particular, era usado para esse propósito, já que resistia à decomposição desde que fosse mantido úmido (também servia para canos de água antes do advento de encanamentos mais modernos).

A madeira a ser usada para obras é comumente conhecida como madeira na América do Norte. Em outros lugares, a madeira geralmente se refere a árvores derrubadas, e a palavra para tábuas serradas prontas para uso é madeira . Na Europa Medieval, o carvalho era a madeira de escolha para toda a construção de madeira, incluindo vigas, paredes, portas e pisos. Hoje, é utilizada uma variedade mais ampla de madeiras: as portas de madeira maciça são geralmente feitas de álamo , pinho de pequeno nó e abeto de Douglas .
Atualmente, as novas moradias domésticas em muitas partes do mundo costumam ser construídas com estruturas de madeira. Produtos de madeira projetados estão se tornando uma parte maior da indústria da construção. Eles podem ser usados ​​em edifícios residenciais e comerciais como materiais estruturais e estéticos.

Em edifícios feitos de outros materiais, a madeira ainda será encontrada como material de suporte, especialmente na construção de telhados, em portas internas e seus caixilhos, e como revestimento exterior.

A madeira também é comumente usada como material de cofragem para formar o molde no qual o concreto é derramado durante a construção de concreto armado .

Piso de madeira

Um piso de madeira maciça é um piso com tábuas ou ripas criadas a partir de um único pedaço de madeira, geralmente de madeira dura. Como a madeira é hidroscópica (ela adquire e perde a umidade das condições ambientais ao redor dela), essa instabilidade potencial limita efetivamente o comprimento e a largura das placas.

O piso de madeira maciça é geralmente mais barato do que as madeiras de engenharia e as áreas danificadas podem ser lixadas e refinadas repetidamente, sendo o número de vezes limitado apenas pela espessura da madeira acima da língua.

Pisos de madeira maciça foram originalmente utilizados para fins estruturais, sendo instalados perpendicularmente às vigas de suporte de madeira de um edifício (as vigas ou portadores) e madeira de construção sólida ainda é freqüentemente usado para pisos esportivos, bem como blocos de madeira mais tradicionais, mosaicos e parquet .

Madeira projetada
Artigo principal: Madeira projetada
Produtos de madeira projetados, produtos de construção colados "projetados" para requisitos de desempenho específicos de aplicações, são frequentemente usados ​​em aplicações de construção e industriais. Os produtos de madeira engenheirados colados são fabricados pela união de fios de madeira, folheados, madeira ou outras formas de fibra de madeira com cola para formar uma unidade estrutural composta maior e mais eficiente.

Esses produtos incluem madeira laminada colada (glulam), painéis estruturais de madeira (incluindo madeira compensada , painéis de fibras orientadas e painéis compostos ), madeira compensada laminada (LVL) e outros produtos estruturais compósitos (SCL), madeira paralela e vigas-I. Aproximadamente 100 milhões de metros cúbicos de madeira foram consumidos para este fim em 1991.  As tendências sugerem que painéis de partículas e placas de fibra ultrapassarão o compensado.

Madeira inadequada para a construção na sua forma nativa pode ser discriminado mecanicamente (em fibras ou aparas) ou quimicamente (em celulose) e utilizado como uma matéria-prima para outros materiais de construção, tais como engenharia de madeira, bem como madeira prensada , cartão duro , e médio Densidade de fibra (MDF). Tais derivados de madeira são amplamente utilizados: as fibras de madeira são um componente importante da maior parte do papel, e a celulose é usada como um componente de alguns materiais sintéticos . Derivados de madeira podem ser usados ​​para tipos de pisos, por exemplo, pisos laminados .

Móveis e Utensílios
A madeira sempre foi usada extensivamente para móveis , como cadeiras e camas. Ele também é usado para cabos de ferramentas e talheres, como pauzinhos , palitos de dente e outros utensílios, como a colher de pau e o lápis .

Produtos de madeira da próxima geração
Outros desenvolvimentos incluem novas aplicações de cola de lignina , embalagens de alimentos recicláveis, aplicações de substituição de pneus de borracha, agentes médicos antibacterianos e tecidos ou compostos de alta resistência.  À medida que cientistas e engenheiros aprendem e desenvolvem novas técnicas para extrair vários componentes da madeira, ou alternativamente para modificar a madeira, por exemplo, adicionando componentes à madeira, novos produtos mais avançados aparecerão no mercado. O monitoramento eletrônico do conteúdo de umidade também pode melhorar a proteção de madeira da próxima geração.

Nas artes

A madeira é usada há muito tempo como meio artístico . Ele tem sido usado para fazer esculturas e esculturas por milênios. Exemplos incluem os totens esculpidos por índios norte-americanos a partir de troncos de coníferas, muitas vezes cedros vermelhos ocidentais ( Thuja plicata ).

Outros usos da madeira nas artes incluem:

Xilogravura gravura e gravura
A madeira pode ser uma superfície para pintar, como na pintura de painéis
Muitos instrumentos musicais são feitos principalmente ou inteiramente de madeira
Equipamentos esportivos e recreativos
Muitos tipos de equipamentos esportivos são feitos de madeira ou foram construídos de madeira no passado. Por exemplo, bastões de críquete são tipicamente feitos de salgueiro branco . Os tacos de beisebol que são legais para uso na Major League Baseball são freqüentemente feitos de madeira de freixo ou nogueira , e nos últimos anos foram construídos a partir de bordo , embora essa madeira é um pouco mais frágil. Tribunais da NBA têm sido tradicionalmente feitos de parquet .

Muitos outros tipos de equipamento para desporto e de lazer, tais como esquis , varas de hóquei no gelo , lacrosse e arcos tiro ao arco , foram feitos geralmente de madeira, no passado, mas uma vez que foram substituídos com materiais mais modernos, tais como alumínio, titânio ou materiais compósitos tais como fibra de vidro e fibra de carbono . Um exemplo notável dessa tendência é a família de tacos de golfe comumente conhecidos como bosques , cujas cabeças eram tradicionalmente feitas de caqui.madeira nos primeiros dias do jogo de golfe, mas agora são geralmente feitos de metal ou (especialmente no caso dos condutores ) compostos de fibra de carbono.

Degradação bacteriana
Pouco se sabe sobre as bactérias que degradam a celulose. Bactérias simbióticas em Xylophaga podem desempenhar um papel na degradação da madeira afundada; enquanto bactérias como Alphaproteobacteria , Flavobacteria , Actinobacteria , Clostridia e Bacteroidetes foram detectadas em madeira submersa durante um ano.

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