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OSVALDO NAVEGANTE CÂNCIO
QUALIDADE DA MADEIRA DE EUCALIPTO PARA PRODUÇÃO DE
CELULOSE E SUA INFLUÊNCIA NA FORMAÇÃO DE FLORESTAS
INDUSTRIAIS
VIÇOSA
MINAS GERAIS - BRASIL
2003
OSVALDO NAVEGANTE CÂNCIO
QUALIDADE DA MADEIRA DE EUCALIPTO PARA PRODUÇÃO DE
CELULOSE E SUA INFLUÊNCIA NA FORMAÇÃO DE FLORESTAS
INDUSTRIAIS
Monografia apresentada à
Universidade Federal de
Viçosa, como parte das
exigências do Curso de
Mestrado Lato Senso em
Tecnologia de Celulose e Papel.
VIÇOSA
MINAS GERAIS - BRASIL
2003
OSVALDO NAVEGANTE CÂNCIO
QUALIDADE DA MADEIRA DE EUCALIPTO PARA PRODUÇÃO DE
CELULOSE E SUA INFLUÊNCIA NA FORMAÇÃO DE FLORESTAS
INDUSTRIAIS
Monografia apresentada à
Universidade Federal de
Viçosa, como parte das
exigências do curso de
Mestrado Lato Senso em
Tecnologia de Celulose e papel.
APROVADA: 13 de maio de 2003
_____________________________
Jorge Luiz Colodette
_____________________________
Prof. Rubens Chaves de Oliveira
___________________________________
Prof. José Lívio Gomide
(Orientador)
iii
“Ao Senhor Jesus Cristo,
aos meus pais e a Ana”.
"Pode-se ver as coisas como
elas são e perguntar, por quê?
Pode-se ver as coisas com elas
poderiam ser e perguntar, por
que não?”
Gene Namkoong (+ 05.2002)
iv
AGRADECIMENTO
A Deus, minha suficiência.
Aos meus pais pela dedicação e sacrifícios.
À Ana pelo amor e ternura a mim dedicado.
À minha professora que me alfabetizou aos 4 anos de idade: minha mãe.
Aos professores do Curso de Tecnologia em Celulose e Papel que se
“enfiaram no mato” pra levar à nossa turma essa formação.
À Universidade Federal de Viçosa pela viabilização do curso.
À JARI CELULOSE S.A. na pessoa de seus diretores, que têm feito da
utopia um incentivo à grandes realizações, como esta oportunidade oferecida à
seus colaboradores.
À gerência de tecnologia da Jarí Celulose pela autorização na utilização
das informações.
A todos os colaboradores da Coordenadoria de Pesquisa e
Desenvolvimento Florestal que em suas rotinas e extras viabilizaram esse
momento.
À turma do RH da Jarí e do Telecurso 2.000 que muito trabalharam nessa
programação.
Aos colaboradores da Jarí Celulose S.A. do passado e do presente que
souberam e sabem ser grandes e estão escrevendo a cada dia uma história
peculiar.
Aos colegas dessa jornada, tanto os ausentes como os presentes até essa
conclusão.
v
BIOGRAFIA
Osvaldo Navegante Câncio, filho de Djalma Navegante Câncio e Maria da
Piedade Campos Câncio, nasceu em Belém, PA, em 12 de janeiro de 1967.
Em setembro de 1987 foi contratado pela Companhia Florestal Monte
Dourado para atuar na área de Pesquisa Florestal
Em março de 1991 desligou-se da empresa e iniciou o curso de Engenharia
Florestal na Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, obtendo o grau de
Engenheiro Florestal em Setembro de 1996.
Em outubro do mesmo ano iniciou o curso de Mestrado em Genética e
Melhoramento da Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, concluindo em
março de 1999.
Em agosto de 1998 foi contratado para o Cargo de Pesquisador em
Genética, Melhoramento e Nutrição Florestal.
Em janeiro de 2001 passou a Coordenar o Programa de Pesquisa e
Desenvolvimento Florestal da Jarí Celulose S.A.
vi
ÍNDICE
RESUMO 1
1. INTRODUÇÃO 3
2. REVISÃO DE LITERATURA 5
2.1. O gênero Eucalyptus 5
2.2. Qualidade da Madeira Para Produção de Celulose 6
2.2.1. Características químicas 10
2.2.2. Características anatômicas 11
2.2.3. Densidade básica 14
2.2.4. Parâmetros genéticos e correlações entre caracteres 19
2.2.5. Estratégias de melhoramento 22
3. DISCUSSÃO DE ALGUNS TRABALHOS REALIZADOS EM
CONVÊNIO 24
3.1. Efeito das características anatômicas e químicas na densidade básica da
madeira e na qualidade da polpa de clones híbridos de eucalyptus grandis x
urophylla (QUEIROZ, 2002). 24
3.2. Avaliação direta e indireta de rendimento depurado e de produção de
celulose em clones de eucalipto (ALMEIDA, 2001) 25
vii
3.3. Estudo de propriedades da madeira e de fibras de eucalipto (Clark et
al., 2002). 26
4. DISCUSSÕES 28
5. CONCLUSÕES 31
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 32
1
RESUMO
CÂNCIO, Osvaldo Navegante, M.S., Universidade Federal de Viçosa, maio de
2003. Qualidade da madeira de eucalipto para produção de celulose e sua
influência na formação de florestas industriais
. Orientador: José Lívio Gomide. Conselheiros: Jorge Luiz Colodette e Rubens
Chaves de Oliveira.
O objetivo desse trabalho é abordar e discutir os possíveis
paradigmas que aos poucos vão surgindo em torno da relação matéria prima –
produto, alguns avanços de conhecimento dos efeitos do manejo florestais sobre
a qualidade da madeira, sejam no aspecto de controle do ambiente sobre a
formação de madeira ou da tentativa de acumulação de genes favoráveis nas
árvores para exercer controle sobre a manifestação de caracteres desejáveis.
Após revisar alguns aspectos bastante claros e outros ainda obscuros, da relação
qualidade da madeira/produto e baseado em alguns trabalhos, conclui-se para o
caso específico do Vale do Jarí, que : a diferenças de densidades na madeira
produzida altera a qualidade e produtividade de celulose; a diferença de
densidade está associada a fibras com variação de espessura de parede celular e
também a o tamanho e freqüência de vasos para a situação específica avaliada;
árvores que crescem mais rápido apresentam menor densidade básica, melhores
propriedades de resistência das fibras após polpação e melhor rendimento; o
programa de P & D deverá focar na confirmação e no entendimento das causas
da concentração de lignina nas madeiras da região, sua alteração quantitativa e
qualitativa; há á necessidade de se avançar as avaliações da variação de qualidade
da madeira ao longo do trono com desdobramentos importantes para apressar e
2
baratear o processo de seleção; e a acurada avaliação de características para
composição de índice de seleção reduz a ocorrência de viés no ranqueamento de
clones.
3
1. INTRODUÇÃO
Formar florestas para atender a demanda por madeira da indústria de
celulose e papel e suas especificações tem sido desafiador para a ciência florestal.
Com os avanços significativos da tecnologia de transformação de madeira
em uma gama de produtos e suas variações, e com o acúmulo de conhecimento
em torno da qualidade da matéria prima e seus desdobramentos nos processos
industriais, a engenharia de árvores passa a exercer uma posição determinante.
É notório a crescente preocupação do setor com o início da formatação de
seus produtos já desde a formação florestal. Diversas investidas têm sido levadas
adiante por grupo de pesquisadores, sejam das próprias empresas, de instituições
públicas ou mistas, com foco no atendimento de particularidades de matéria
prima para uma indústria cada vez mais exigente.
Não se cometendo uma impropriedade conceitual, podemos divisar três
grandes momentos do foco dos grupos de tecnologia florestal. Num primeiro, um
atendimento a demanda em quantidade de madeira a custos não proibitivos e
auto-suficientes para manutenção do negócio. Aqui se loca a busca de material e
manejo adequado para atendimento dessas premissas.
Num segundo momento, a significativa variabilidade nas características da
madeira passa a ser entendidas como determinante para o sucesso do processo
industrial. Alguns grupos passam a tentar uma uniformização de maneira a evitar
a necessidade de grandes ajustes em seus processos.
4
Um terceiro momento distinto do segundo ou mesclado a esse, orienta-se
na tentativa de controle de qualidade de produto final pelo direcionamento de
matéria prima, com características específicas, para utilização final específica.
Dessa forma, define-se o objetivo desse trabalho, como uma tentativa de
abordar e discutir os possíveis paradigmas que aos poucos vão surgindo em torno
da relação matéria prima – produto, alguns avanços de conhecimento dos efeitos
do manejo florestal sobre a qualidade da matéria prima, sejam no aspecto de
controle do ambiente sobre a formação de madeira ou da tentativa de acumulação
de genes favoráveis nas árvores para exercer controle sobre a manifestação de
caracteres desejáveis.
Não há a pretensão de se exaurir a discussão em torno do assunto
proposto, mesmo porque a experiência tem ensinado que algumas afirmativas
válidas para determinadas condições podem necessitar de reconsiderações para
outras, como observaremos na literatura considerada. Para isso adotaremos uma
discussão geral em forma de revisão e em seguida abordaremos uma parte da
experiência do programa da Jarí Celulose em torno da questão. Nesse caso,
discutir-se-á alguns aspectos em torno de três trabalhos específicos produzidos a
partir de materiais da empresa.
5
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1. O gênero Eucalyptus
O gênero Eucalyptus caracteriza-se por ser o grupo de plantas de maior
importância e expressividade na atividade florestal brasileira, considerando os
maciços florestais plantados. Seu bom desempenho em nosso território deve-se a
características peculiares, como: alto grau de variabilidade genética, boa
adaptabilidade, grande velocidade de crescimento e bom aproveitamento
industrial, principalmente como matéria-prima para celulose e energia. É de
ocorrência natural no continente australiano e regiões adjacentes. Possui algumas
centenas de espécies, variedades e híbridos, distribuídos por uma diversidade de
ambientes. Essa variação ambiental talvez seja a grande causa de sua imensa
variabilidade que vai de arbustos nas grandes altitudes e regiões secas, até
imensas árvores nas florestas úmidas. Possui características predominantemente
alógama, permitindo intenso fluxo gênico e relativa facilidade de cruzamentos
entre espécies diferentes, desde que pertençam a um mesmo subgênero (PRYOR
e JOHNSON, 1971; BROOKER e KLEINING, 1990).
O gênero Eucalyptus foi introduzido no Brasil a partir do início do século
XX, devido às características de rápido crescimento e capacidade de adaptação
aos reflorestamentos. Algumas das espécies mais empregadas no reflorestamento
no país, em seqüência de importância econômica, são o Eucalyptus grandis (Hill)
Maiden, Eucalyptus saligna, Eucalyptus urophylla S. T. Blake e o híbrido E.
grandis x E. urophylla, denominado E. urograndis. As industrias utilizam a
6
madeira de reflorestamento para celulose, papel, chapas duras, carvão, madeira
serrada, postes e etc. (FERREIRA, 1992).
Graças ao alto grau de diversidade das espécies, os programas de produção
de florestas de eucalipto têm conseguido manipular suas características por meio
de cruzamentos, hibridações, seleção massal, testes de progênies e procedências,
na obtenção de genótipos adaptados, atendendo as mais diversas finalidades e
ambientes. A hibridação, particularmente, tem sido uma ferramenta muito
utilizada, seja entre espécies ou mesmo entre procedências diferentes, na
obtenção de genótipos favoráveis e na expressão de indivíduos altamente
heteróticos, para formação, por meio de propagação vegetativa, de povoamentos
comerciais de alto rendimento (CASTRO, 1988).
Atualmente, a formação de florestas homogêneas de eucalipto via propagação
vegetativa (macro, mini ou microestaquia), tem conduzido uma grande parte dos
programas florestais à utilização de plantios monoclonais. Esses clones são
selecionados em povoamentos com alta diversidade ou em progênies puras ou
híbridas, de cruzamentos controlados ou abertos.
2.2. Qualidade da Madeira Para Produção de Celulose
Na industria de celulose e papel existem dois aspectos de interesse:
produtividade e qualidade de produto. Atualmente, o mais relevante fator
econômico das fábricas é a produtividade. Enquanto muito tem se falado sobre
qualidade relativamente pouco se sabe sobre o que governa a qualidade de
produto e como a qualidade da madeira o afeta. Essa falta de informação é
geralmente justificada pela dificuldade e custo para obtenção de informações
sobre propriedade da madeira (DOWNES et al, 1997).
A produtividade em fábricas de celulose e papel é determinada por três
fatores: volume do tronco, densidade da madeira e rendimento de celulose. A
produtividade combinada da floresta e da indústria pode ser expressa como
toneladas de celulose por hectare por ano. Na Prática essas três variáveis indicam
a ordem de importância econômica dos fatores que controlam os custos de
produção de celulose Entretanto, existe um crescente interesse em qualidade da
7
madeira, sem ainda afetar o preço da matéria prima. Justificado pelo falta de
conhecimento suficiente de como as propriedades da madeira e das fibras afetam
as qualidades da celulose e papel, e também pelos custos envolvidos na avaliação
dos recursos florestais (DOWNES et al, 1997).
No processo de produção de celulose, temos basicamente, a degradação e
remoção da lignina da madeira, que é a substância que une as fibras,
possibilitando a separação e individualização delas. A formação de uma lâmina
úmida com as fibras individualizadas e sua posterior secagem, após a adição de
algumas substâncias para melhoria da qualidade, resulta na folha de papel
(GOMIDE, 1997). Segundo o autor, para a produção de celulose e de papel de
alta qualidade, é indispensável que a madeira utilizada apresente características
físicas, químicas e anatômicas, compatíveis com o produto final a ser
confeccionado. Essas características dependem tanto da espécie como das
práticas silviculturais e do manejo dos povoamentos florestais.
Segundo MITCHELL (1960): Qualidade de madeira é uma combinação
das características físicas, químicas, e anatômicas de uma árvore ou de suas
partes que permitem melhor utilização da madeira para um determinado uso.
Segundo FOELKEL (1997), das características da madeira o que deve ser
considerado em um programa de melhoramento das características de qualidade
para celulose são a densidade básica, o teor de lignina total e insolúvel em ácido,
o teor de cinzas e o teor de extrativos. Enquanto as características de polpa da
celulose são o álcali ativo aplicado, o álcali consumido, o rendimento bruto, o
rendimento depurado, o teor de rejeitos, a alvura, a viscosidade, toneladas
equivalentes de celulose/dia em função da unidade industrial alvo, toneladas de
celulose/1000 m3 de digestor e os sólidos orgânicos e inorgânicos por toneladas
de celulose. Já considerando as características de qualidade da celulose para
atender o mercado de papéis de impressão e escrita os caracteres mais
importantes são o conteúdo de hemiceluloses na celulose branqueada, o
coasseness ou número de fibras por grama de celulose, o teor de vasos e os testes
físicos. Já as características de qualidade da celulose para atender o mercado de
papeis tissue são o teor de hemiceluloses (expresso como S5 ou teor de
8
pentosanas), a energia de refino (expresso pelo número de revoluções do PFI), a
resistência à tração, o volume específico da folha e a absorção de água pela folha
(absorção klemm, por exemplo). Essas características estão ligadas a parâmetros
que possuem controle genético manejável. Contudo, as características que devem
ser incluídas nos programas de melhoramento florestal estão vinculadas ao
produto final. Tendo-se a definição das propriedades necessárias ao produto e
decifrando-se quais características exercem influência sobre esta, é possível se
direcionar os esforços.
Qualidade da madeira requer uma definição precisa, necessita ser definida
em função do uso final, pois diferentes usos determinarão definições diferentes.
As propriedades da madeira afetam todo o resultado da produção de
celulose kraft, conforme bem estabelecidos em diversos estudos, e a densidade
básica e o rendimento de polpa tem sido considerados como variáveis chaves
(BORRALHO et al., 1993; BORRALHO et al. 2003).
Embora afetando a polpação, a qualidade da madeira não deve ser
utilizada como explicação e justificativa única da variabilidade das características
da polpa, o processo em si é fator determinante (SALVADOR et al., 2001).
FOELKEL et al. (1990) verificaram que diferentes espécies comportam-se
distintamente quanto à variação de características da madeira, como densidade
básica, índice de runkel e fração parede. Entretanto, quando se trabalha com a
mesma espécie de sítios relativamente similares, mesmo com diferentes idades,
tais características podem ser usadas como indicadores confiáveis,
principalmente pela sua facilidade de determinação.
Uma árvore possui uma significativa variabilidade nas características,
dependendo da posição do tronco onde está se coletando as amostras, o que
sugere uma acurada avaliação estatística para se definir o ponto ideal de coleta.
Existe mais variabilidade nas características da madeira dentro de uma mesma
árvore do que entre árvores da mesma espécie crescendo no mesmo sítio ou entre
árvores da mesma espécie crescendo em sítios diferentes. A maior variabilidade
da densidade da madeira ocorre dentro de um anel anual de crescimento, tanto
em coníferas quanto em folhosas, devido ao fato do lenho se desenvolver de
9
forma diferente durante o ano. O lenho formado em eucalipto durante o período
chuvoso tende a apresentar densidades mais baixas do que o lenho formado em
períodos mais secos. Da mesma forma, a adubação de um sítio pode trazer um
decréscimo na densidade da madeira formada. A origem e a procedência de um
clone e as suas condições de crescimento determinam a densidade da madeira ao
longo da árvore (ZOBEL e BUIJTENEN, 1995).
Segundo FOELKEL (1997), a carência de estudos sobre amostragem para
a determinação da qualidade de madeira, pode ser contornada como segue: 1)
inventariar o povoamento quanto a diâmetro (DAP) das árvores (usar parcelas de
20 x 20) 2) construir curva de distribuição de freqüências para diâmetro (DAP) e
3) amostrar ao acaso entre 12 e 15 árvores cujos diâmetros sigam distribuição
próxima à distribuição da parcela previamente medida. Segundo o autor, para
testes clonais, ainda há pouca informação quanto ao número de árvores a ser
amostrada, mas o mesmo sugere no mínimo 5 árvores, verificando também a
distribuição de diâmetros e procurando escolher árvores próximas à média.
FOELKEL (1990) determinou que, para uma boa amostragem para as
análises das características de qualidade da madeira, deve-se coletar 2 discos de 2
cm nas seguintes posições: a) na base (cerca de 0,5 m do solo); b) a 25% da
altura comercial (H); c) a 50% H; d) a 75% H e e) a100% H. Essa é uma
metodologia predominante na coleta de amostras.
Métodos não destrutivos de amostragem podem ser empregados, como
forma de facilitar e baratear a retirada de amostras. Isso possibilita um imenso
incremento na capacidade de amostragem. Porém pode haver implicações quanto
a questão da representação do tronco, principalmente de árvores de grande
dimensão e também apresenta limitação quando se pretende utilizar as amostras
para cozimento (DOWNES et al, 1997).
A justificativa da amostragem não destrutiva sustenta-se na crença de que
existe um padrão consistente de variabilidade dentro e entre árvores em um dado
site, ou entre sites diferentes. Qualquer estimativa de valores para a árvore
inteira, de uma amostra não destrutiva, está na dependência de existir um padrão
consistente de variação dentro de árvores de uma determinada população. A
10
literatura sobre a variação de propriedades da madeira dentro de plantações de
eucalipto é limitada, confusa e às vezes, contraditória. O desenvolvimento de
tecnologias de análises rápidas é essencial para viabilizar a análise de suficiente
número de amostras para gerar mapas de variabilidade para resolver a confusão.
Recentemente, a utilização de metodologias de instrumentação automatizada está
tornando a rotina de obtenção de grandes quantidades de informação uma
realidade, tanto para microestrutura de madeira e polpa, como para composição
química e predição e rendimento de celulose (DOWNES et al, 1997).
2.2.1. Características químicas
A madeira é composta por variadas substâncias químicas orgânicas e
inorgânicas. A composição química da madeira apresenta componentes
fundamentais que são os polissacarídeos (celulose e hemicelulose) e a lignina, e
os acidentais que são os extrativos, minerais, dentre outros (TOMAZELLO
FILHO, 1994). Os compostos orgânicos fundamentais são polímeros de alto peso
molecular, de difícil isolamento sem modificações em suas estruturas e
propriedades e de difícil remoção, que só é possível por meio de solventes e após
degradação da estrutura física da madeira (GARCÍA, 1995).
WEHR e BARRICHELO (1992), BORRALHO et al. (2003) e Du
PLOOY(1980) afirmam que a composição química da madeira é de grande
importância para os resultados de polpação, pois ocorre alta correlação entre o
teor de holocelulose da madeira e o rendimento em celulose .
OLIVEIRA (1990) e GARLET (1994) relatam uma correlação positiva
entre o teor de lignina e a densidade básica da madeira, e negativa em relação ao
teor de holocelulose para madeira de eucalipto. Contudo, a quantidade de
extrativos na constituição química da madeira é de fundamental importância para
a produção de celulose, em razão, de um maior requerimento de reagentes
químicos, perda de rendimentos, inibições de reações, incrustações de materiais
na polpa e nos equipamentos, corrosão, dificuldades no branqueamento e
possibilidade de aproveitamento de subprodutos.
11
2.2.2. Características anatômicas
Em termos de constituição anatômica de madeira as variáveis mais
relevantemente estudas são o comprimento e a espessura da parede das fibras
porque possuem uma confirmada influência na qualidade da madeira e nas
propriedades do papel (URBINATI, 1998, e FLORSHEIM, 1992).
Os efeitos das interações entre a quantidade, tamanho, espessura e
condições em que os elementos anatômicos se encontram influenciam os
parâmetros químicos e físicos, bem como as propriedades mecânicas da madeira.
A forma como estão distribuídos nos planos longitudinal e transversal, também,
influenciam esses parâmetros. Logo, se faz necessário seu conhecimento e
mensuração (LELIS e SILVA, 1993).
As plantações de eucalipto estão distribuídas em todo o globo por ser uma
madeira largamente utilizada na polpação devida suas excelentes características
para utilização em máquina de papel. Deve-se isso a suas fibras curtas e
delgadas, dando ao papel uma formação uniforme excelente propriedades de
superfície e alta opacidade. Dessa forma, as mais importantes dimensões das
fibras para polpa e papel são comprimento, diâmetro e espessura da parede
celular (DOWNES et al, 1997).
Muitas investigações sobre a variação anatômica no sentido radial têm
mostrado que o comprimento celular próximo à medula é pequeno, tanto para
coníferas quanto para folhosas de clima temperado, mas aumenta rapidamente
nos primeiros anéis e estabiliza-se após atingir um valor máximo (URBINATI,
1998).
URBINATI (1998) afirma em sua revisão que as dimensões das estruturas
anatômicas são importantes para se avaliar a capacidade de movimentação da
seiva na planta, pois, pequenas diferenças no diâmetro do lúmen dos elementos
de vaso podem corresponder a grandes diferenças na eficiência de condução na
planta.
Para SHIMOYAMA e BARRICHELO (1991), e FLORSHEIM (1992), a
densidade básica depende do diâmetro de lúmen e da espessura da parede das
12
fibras, pois quanto maior o diâmetro do lúmen mais espaços vazios serão
encontrados na madeira e, conseqüentemente, menor será a densidade básica.
FLORSHEIM (1992) e TOMAZELLO FILHO (1985) observaram que o
diâmetro do lúmen e a espessura da parede das fibras tendem a aumentar no
sentido radial. Verificaram também, um aumento no diâmetro tangencial dos
vasos, uma diminuição no número de vasos/mm² no sentido radial. Esses autores
observaram uma estabilidade na freqüência de vasos/mm² a partir da posição de
75% da altura do tronco, para as espécies analisadas. Porém, para espessura da
parede das fibras, foi verificado um aumento a partir da posição de 75% da altura
do tronco. Verificou-se ainda, um aumento no comprimento das fibras no sentido
medula-casca, atingindo valores acima de 1,0 mm a partir da posição 25-50% do
raio da amostra. Literaturas têm relatado valores de comprimento de fibra de
eucalipto em torno de 1 mm (TOMAZELLO FILHO, 1994; BARRICHELO,
1983; GONZAGA, 1983).
Em árvores de uma mesma espécie de Eucalyptus ocorrem significativas
variações dos vasos no sentido radial (medula-casca), com aumento no diâmetro
e redução da freqüência. Essas variações tendem a diminuir, na madeira adulta,
com a estabilização da estrutura anatômica da madeira (TOMAZELLO FILHO,
1994).
Na revisão de SHIMOYAMA e BARRICHELO (1991), e no trabalho de
MOURA e FIGUEIREDO (2002) informa-se que a espessura da parede das
fibras é uma das características que possui relações positivas com a densidade
básica da madeira. Já a largura das fibras é uma dimensão que deixa dúvidas
quanto a sua relação com à densidade básica .
Du PLOOY(1980) trabalhando com amostras de árvores de E. grandis, de
18 a 24 anos de idade, conclui que a espessura da parede celular, neste estudo, foi
a propriedade anatômica que mais afeta em múltipla regressão todas as
propriedades medidas da polpa. Resistência ao rasgo, uma das mais importantes
propriedades de resistência da polpa, é principalmente dependente e
positivamente correlacionada com a taxa de comprimento x diâmetro de fibra.
Resistência à tensão e índice de estouro são principalmente afetadas e
13
correlacionadas negativamente com a espessura da parede celular, por
dependerem positivamente da capacidade de encolapsamento da fibra,
permitindo maior contato superficial entre fibras e aumentando o número de
forças que contribuem para a união das fibras. Concluem também que para as
máximas propriedades de resistência ao rasgo, tensão e estouro, e o máximo
rendimento de celulose deverá ocorrer com a utilização de árvores de E. grandis
de baixa densidade, ou seja, com parede celular mais delgada, grande taxa de
comprimento x diâmetro, e um alto conteúdo de celulose.
TOMAZELLO FILHO (1994) constata a existência de significativas
variações na percentagem de vasos no lenho das diferentes espécies de
Eucalyptus. A diferença em comprimento das fibras pode ser encontrada em
clones de uma mesma espécie e tem sido verificado que este parâmetro é mais
herdável do que a densidade básica. Essas indicações fortalecem a possibilidade
de estabelecer índices para seleção e melhoramento genético baseado em
caracteres de qualidade da madeira.
A variação na percentagem de elementos anatômicos estruturais reflete-se
na densidade básica, sendo que os aumentos na percentagem da parede celular
das fibras refletem-se em aumentos na densidade básica e na percentagem de
parênquima na madeira, resultando em diminuições na densidade básica. Os
parênquimas (longitudinal e radial) têm relação com a dureza, densidade e
durabilidade natural da madeira das espécies Eucalyptus. Outras informações
obtidas no mesmo estudo, para três espécies de Eucalyptus, são que a largura e
espessura da parede das fibras aumentavam no sentido medula-casca. Porém, em
relação ao diâmetro do lúmen, só foi verificado um aumento para duas das
espécies, no mesmo sentido (TOMAZELLO FILHO, 1994).
Comparando-se madeira de árvores de E. grandis de lento e rápido
crescimento, significativas diferenças foram encontradas para o conteúdo de
vasos e tecidos de raio. Os vasos foram menores em menor quantidade nas
árvores de crescimento mais rápido. Isso está associado a menor capacidade de
condutividade do tronco. Essa redução de condutividade pode refletir o
incremento da taxa de divisão celular nas árvores mais favorecidas.O incremento
14
de tecidos de raios, responsáveis por condução horizontal de água e gases e
estoque de reservas, pode indicar um incremento de movimento de sustâncias
regulatórias de crescimento e um grande requerimento de condução lateral e
estoque de reservas em árvores de rápido crescimento. A baixa quantidade de
vasos nas árvores de rápido crescimento poderia gerar a expectativa de maior
quantidade de fibra o que resultaria num aumento significativo da densidade
básica, porém isso não ocorreu devido essa compensação ter ocorrido com o
aumento de tecido de parênquima de raio. Para as árvores de maior velocidade
de crescimento a redução do teor de vasos foi de 3 % e o aumento de células de
raio foi de 5 %. As técnicas culturais para favorecer o crescimento das árvores
não tiveram efeito sobre o tecido mecânico da madeira, as fibras, porém teve um
largo efeito nos aspectos quantitativos dos tecidos fisiologicamente ativos da
madeira (BAMBER et al., 1981).
Os estudos anatômicos não interessam apenas à identificação das espécies.
Eles possibilitam, ainda, estabelecer prováveis relações com as características
gerais da madeira, resistência mecânica, trabalhabilidade e permeabilidade
(GARCÍA, 1995).
VASCONCELOS e SILVA (1985), e Du PLOOY (1980), estudaram algumas
árvores de Eucalyptus grandis e concluíram que as características anatômicas e
químicas têm influência direta nas propriedades de cozimento e do papel.
2.2.3. Densidade básica
Juntamente com o rendimento de celulose, a densidade básica determina a
massa de celulose disponível para papel dentro de um dado volume de madeira
(DOWNES et al, 1997).
A densidade básica é uma das propriedades físicas mais importantes em
ensaios para avaliação de qualidade da madeira, devido ser o resultado de uma
série de outras características que podem ser inferidas a partir de seus valores
(GARCÍA, 1995; MOURA e FIGUEIREDO , 2002). Ela tem um alto grau de
herdabilidade e pode ser controlada, de certa forma, pela seleção ou pelo manejo
15
silvicultural, até certo ponto (DEMUNER et al., 1993; MOURA e
FIGUEIREDO, 2002; BORRALHO et al., 2003).
CARPIM e BARRICHELO (1983), e BUSNARDO (1983), definem a
densidade básica da madeira como a mais relevante para ensaios tecnológicos
realizados em madeiras do gênero Eucalyptus, sendo considerada como um dos
mais importantes parâmetros para avaliação da qualidade da madeira, um
importante índice para análise econômica de florestas, podendo também ser
utilizada para definir a utilização final da madeira.
A densidade básica é definida como sendo a relação entre o peso
absolutamente seco da madeira e seu volume saturado (VITAL, 1984).
TOMAZELLO FILHO (1994); SHIMOYAMA e BARRICHELO (1991;
FLORSHEIM (1992) afirmam que a densidade da madeira é uma característica
complexa, considerando-se que é resultado de diferentes porcentagens de
diversos tipos de células (elementos anatômicos) que, por sua vez, variam em
diâmetro, em espessura da parede e comprimento, contendo teores variáveis de
extrativos.
Variação nos valores de densidade básica ocorrem em função da taxa de
crescimento, clima e manejo, e também varia dentro da árvore. Ocorre uma
tendência de aumento da medula para a casca e da base do tronco para o topo.
Essas variações são o resultado de variações no tamanho e freqüência de vasos,
dimensão de fibras (diâmetro e espessura da parede celular), percentagem de
parênquima e composição química. Duas amostras de mesma densidade podem
possuir diferentes propriedades de fibras e diferentes composições anatômicas
(DOWNES et al, 1997).
LELIS e SILVA (1993) da mesma forma comentam que a densidade
básica é uma propriedade física que retrata a qualidade da madeira, por ser
influenciada por diversos fatores inerentes a cada gênero, espécie e árvore, não
sendo aconselhável sua utilização isolada como parâmetro de qualidade. Porém,
FOELKEL et al. (1990) concluíram que a densidade básica é um índice
importante para avaliar a qualidade da madeira de Eucalyptus sp. Essa aparente
contradição pode ser esclarecida quando se conhece que propriedades da madeira
16
estão contribuindo majoritariamente para o efeito da densidade básica
(TOMAZELLO FILHO, 1994; DOWNES et al, 1997).
Outra questão importante é que o padrão de alteração da densidade nem
sempre segue o mesmo padrão de variação dos componentes que a definem
isoladamente (DOWNES et al, 1997).
A densidade básica pode variar de maneira acentuada entre espécies de
eucalipto e dentro de uma mesma espécie, como: entre árvores; dentro da árvore,
tanto no sentido longitudinal (base-topo) quanto radial (medula-casca); em
função da idade do povoamento; e em função da procedência das sementes
(PANSHIM e ZEEUW, 1980; CARPIM e BARRICHELO 1983).
Do ponto de vista tecnológico, tão importante quanto o estudo da
variabilidade da densidade entre indivíduos é o diagnóstico dessa variabilidade
dentro da árvore, tanto no sentido transversal, ou radial, quanto longitudinal. Isso
possibilitaria o estabelecimento de relações importantes, principalmente predição
de valores para a árvore total com redução de erros amostrais (GARCÍA, 1995;
DOWNES et al, 1997).
A densidade básica da madeira de Eucalyptus sp pode ser, genericamente,
considerada como fator importante e influente nas propriedades de polpação e
fabricação do papel (FONSECA et al., 1996; VASCONCELOS e SILVA, 1985).
Deve-se, no entanto, considerar que a estrutura da madeira é que determina sua
densidade básica, embora não se possa determinar a priori que a recíproca seja
sempre verdadeira (DU PLOOY, 1980).
WEHR et al. (1992) realizando cozimentos kraft com madeira de
Eucalyptus grandis de diferentes densidades básicas e dimensões de cavacos
concluíram que árvores crescidas em solos melhores, com maior taxa de
crescimento, apresentam menor densidade básica. Também, quanto menor a
densidade básica da madeira menor serão as dimensões de espessura dos cavacos.
A maior densidade tende a produzir cavacos mais espessos no picador. Isso se
explica devido a resistência mecânica da madeira que é normalmente diretamente
proporcional à densidade. Já no processo em si, maior densidade necessita de
maior carga de álcali para o mesmo Kappa. Resultando efeitos como
17
conseqüência tanto do aumento de cavacos com impregnação irregular (física)
como pelo aumento dos teores de lignina e extrativos nas madeiras mais densas.
O teor de holocelulose também reduz com o aumento da densidade básica.
Outras relações importantes encontradas: aumento de densidade é acompanhado
do aumento do teor de rejeito e do aumento de sólidos orgânicos no licor. As
madeiras de menor densidade apresentam maiores valores para viscosidade, o
que pode afetar as propriedades de resistência das fibras.
MOYA et al. (2002) em estudos com Pinus radiata, concluíram que a
fertilização provocou uma redução da densidade básica nos anos subseqüentes
até um limite de 3 anos, em alguns casos. Quanto ao desenvolvimento das
árvores, quanto mais dominante a árvore for menor será o efeito da fertilização.
Esse efeito ocorre somente nos 10 primeiros anos para P. radiata
(desenvolvimento juvenil). Explica-se pelo fato do aumento da proporção de
lenho primaveril sobre lenho outonal, porque na fase de maior atividade
fisiológica os nutrientes estão sendo fortemente utilizados pela árvore e também
pelo fato da árvore bem nutrida não responder ao tratamento com fertilizante. De
um modo geral podemos concluir também que a densidade básica diminui a
medida que aumenta a taxa de crescimento das árvores. Essa é a explicação para
as diferenças de densidade entre as árvores de diferentes portes. A densidade
básica aumenta também com o avanço da idade das árvores, pelo fato de se
iniciar a formação de lenho adulto, que é mais denso. Essa afirmativa foi
constatada para diversas espécies de eucalipto (TOMAZELO FILHO, 1985).
Existem vários trabalhos abrangendo a influência da densidade da madeira
de eucalipto nas propriedades da polpa e papel (VASCONCELOS e SILVA,
1985), sendo que, as conclusões desses trabalhos demonstram que as
características anatômicas e químicas têm influência direta nas características de
cozimento e nas propriedades do papel.
Tem se observado uma tendência de correlação entre as propriedades das
fibras e a densidade da madeira (DU POOL, 1980; VASCONCELOS e SILVA,
1985), destacando-se a conformidade transversal das fibras. Também se verificou
que para o Eucalyptus grandis, a conformidade transversal parece ser altamente
18
correlacionada com a densidade básica, influenciando diretamente a extensão das
ligações entre fibras e, conseqüentemente, as propriedades do papel.
Diversos estudos têm proposto que há correlação da densidade básica com
as dimensões das fibras, particularmente a espessura das paredes, com o volume
dos vasos, os parênquimas e o arranjo dos elementos anatômicos (SARDINHA e
HUGUES, 1979; FLORSHEIM, 1992; BAMBER, 1985; OLIVEIRA, 1990).
MOURA et al. (2002) estudando a variabilidade radial e longitudinal da
densidade básica e da porosidade relacionados com a constituição anatômica de
uma árvore de E. globulus, evidenciou o aumento da densidade e do
comprimento, espessura e largura das fibras com a distância radial. Esse aumento
dimensional das células se dá pelo aumento das dimensões das células cambiais
com a idade. Essa variação é maior no sentido radial que longitudinal. Definiu-se
que a característica anatômica que melhor correlaciona com a densidade básica é
a espessura da fibra. As fibras de maior espessura são também as de maior
comprimento.
FERREIRA e FIGUEIREDO (2001) e DEMUNER et al. (1993) em
trabalhos independentes e com espécies diferentes, concordam que existem
evidências de que a madeira com maior densidade básica tem fibras menos
flexíveis em virtude dos elevados valores do momento de inércia da seção
transversal das fibras. Em mesmo nível de refino, as fibras com tais
características são mais resistentes à ação de forças de consolidação, durante a
formação da folha de papel, resultando em papel menos resistente, com estrutura
mais aberta, com maior volume específico aparente, porosidade, opacidade e
aspereza (rugosidade) da superfície.
VASCONCELOS e SILVA (1985), e SHIMOYAMA e BARRICHELO
(1991) sugerem cautela na tentativa de estabelecer correlação entre as
propriedades da celulose e densidade da madeira. Argumentam que, embora a
densidade básica seja bem correlacionada com a espessura da parede celular, há
outros fatores importantíssimos a serem considerados, principalmente para a
espécie do gênero Eucalyptus, quais sejam: proporção e dimensão dos vasos da
madeira, presença de extrativos, alta variabilidade no volume de parênquima na
19
madeira e, ainda, a alta variabilidade das características das próprias fibras entre
espécies.
Aumentos da densidade em direção à casca poderia ser conseqüência do
aumento na proporção das fibras, ou na espessura de suas paredes ou ambas. De
maneira inversa, o incremento no volume de vasos, com ou sem decréscimo na
espessura da parede celular, levaria à redução na densidade (GARCÍA, 1995). No
entanto, TOMAZELLO FILHO (1985) observou que a densidade básica aumenta
no sentido da medula para a casca para o E. microcorys e E. pilularis. Verificou-
se, ainda, que até os 10 anos de idade não havia tendência de estabilizar o valor
da densidade básica.
CARPIM e BARRICHELO (1983) mencionam em sua revisão que a
densidade básica varia com relação ao incremento médio anual das populações,
sendo que menores incrementos médios anuais correspondem a maiores
densidades da madeira produzida.
Segundo FOELKEL et al.(1990), algumas propriedades importantes da
celulose de Eucalyptus sp, como o volume específico, resistência ao ar e
absorção de água mostraram-se muito mais dependentes da densidade da madeira
do que da espécie.
A densidade básica é o resultado do conjunto de características anatômicas
e químicas da madeira. Entretanto, a influência individual dessas características
na densidade básica ainda não foi quantificada (GARCÍA, 1995).
A composição química das madeiras possui uma menor importância para definir
a densidade básica, se levarmos em consideração os efeitos dos elementos
anatômicos (SHIMOYAMA, 1990; SHIMOYAMA e BARRICHELO, 1991;
LELIS e SILVA, 1993; GARCÍA, 1995 e FLORSHEIM, 1992).
2.2.4. Parâmetros genéticos e correlações entre caracteres
No manejo florestal, além do efeito ambiental sobre as propriedades e
características dos constituintes da madeira é importante também a investigação
sobre a constituição herdável da madeira. Que está ligada ao conjunto gênico
existente na árvore, família, população e espécies, que é transferido para os
20
descendentes. Essas informações somadas aos efeitos ambientais contribuem
para o entendimento da variação total das características da madeira.
Por meio do estudo da variabilidade genética e estimação dos coeficientes
de herdabilidade das características de qualidade da madeira, é possível
identificar e determinar a magnitude do controle genético das mesmas e, com
isso, determinar quais características são importantes para o melhoramento
genético.
XAVIER (1997) estimou parâmetros genéticos para as características de
qualidade de madeira em progênies de meio-irmãos de Eucalyptus grandis, aos
84 meses de idade, encontrando diferenças genéticas significativas pelo teste F (P
< 0,05) para as características densidade básica, comprimento de fibra e índice de
enfeltramento. As estimativas de herdabilidade ao nível de média de família
foram 0,44, 0,59 e 0,35, respectivamente, indicando que há possibilidades de
melhoramento e de obtenção de ganhos consideráveis com a seleção para
qualidade de madeira. As características que não apresentaram diferenças
significativas (P > 0,05) foram: largura da fibra, diâmetro do lúmem, espessura
da parede da fibra, índice de runkel, coeficiente de flexibilidade e fração parede.
O autor ressaltou a característica comprimento de fibra como a que apresentou os
maiores valores quanto aos quatro tipos de herdabilidade calculadas (em nível de
bloco - h2b, a nível de experimento - h2
e, dentro da parcela – h2d e a nível de
médias de famílias – h2m).
Segundo COTTERILL et al. (1997), ganhos substanciais podem ser
obtidos da seleção dentro de espécies de Eucalyptus, tal como Eucalyptus
globulus. Propriedades da madeira incluindo densidade básica, comprimento de
fibra, coarseness, teor de celulose e hemicelulose parecem ser herdáveis, em
maior ou menor grau, dependendo da característica para Eucalyptus globulus (h2
= 0,30 a 0,69), em particular local de Portugal. E o teor de lignina de Eucalyptus
globulus parece ser pouco herdável (h2 = 0,09).
As estimativas de herdabilidade, em nível de médias de famílias, de nove
híbridos de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, com 60 meses de idade,
em três locais da região da Aracruz – ES, obtidas por DEMUNER e
21
BERTOLUCCI (1993), foram de 0,81, 0,86, 0,93, 0,79 e 0,75 para largura de
fibras, diâmetro de vasos, espessura de parede celular, densidade básica e teor de
extrativos, respectivamente. Tal fato indica que essas características são
relevantes para o melhoramento genético. Para a característica teor de lignina, a
herdabilidade em nível de médias de família, obtida com a análise conjunta dos
locais, foi de 0,83, o que indica que o teor de lignina é uma característica
herdável e, portanto, importante nos programas de melhoramento, contrariando o
resultado encontrado por COTTERILL et al. (1997). Para a característica
rendimento depurado de celulose, a estimativa de herdabilidade ao nível de
médias de famílias, foi de 0,23, evidenciando que, mesmo sendo importante para
a polpação, a seleção nessa característica não resultaria em ganhos significativos
na qualidade da madeira. A viscosidade da polpa, obtida do mesmo material
citado acima, apresentou herdabilidade, em nível de médias de famílias, de 0,45.
RAYMOND et al. (1998a), estudando a variação dentro de famílias
meios-irmãos e o controle genético para as características densidade básica,
comprimento de fibra e coarseness em um teste de progênies de Eucalyptus
regnans aos nove anos de idade, encontrou estimativas de herdabilidades na
ordem de 0,15, 0,17 e 0,36, respectivamente.
A herdabilidade das propriedades químicas da madeira tem sido pouco
estudadas, mas há indícios de que tais características apresentam baixo controle
genético, como encontrado por DEMUNER e BERTOLUCCI (1993) para
rendimento depurado de celulose e por ALMEIDA (1993) e COTTERILL
(1997), para teor de lignina e extrativos, não se recomendando maiores
investimentos no melhoramento genético de tais características.
Segundo CRUZ e REGAZZI (1997), o conhecimento da associação entre
caracteres é de grande importância nos trabalhos de melhoramento,
principalmente se a seleção em um deles apresenta dificuldades, em razão da
baixa herdabilidade e, ou problemas de medição e identificação.
MALAN (1991), em seu estudo sobre os efeitos da taxa de crescimento
sobre as propriedades da madeira, encontrou não-significância para a correlação
fenotípica entre taxa de crescimento e propriedades da madeira. Já segundo
22
GARLET (1994), a densidade básica é uma importante característica ligada à
qualidade da madeira que se correlaciona com o comprimento e o diâmetro do
lúmem das fibras. Assim, quando a seleção é baseada na densidade, variações
poderão ocorrer em função das características anatômicas, afetando as
propriedades da polpa.
Segundo MALAN (1993), a ausência de elevada correlação entre
características morfológicas e tecnológicas e entre características de crescimento
e tecnológicas, mostra que será difícil achar um clone que tenha excelente
qualidade para todas as características. Assim, é necessário selecionar um grande
número de árvores nos testes de progênies para obter um clone com o máximo
número de características favoráveis para o ciclo final de seleção.
2.2.5. Estratégias de melhoramento
Segundo PIRES (1997), qualquer programa de melhoramento genético
deve centrar-se em características que apresentam variabilidade genética. Assim,
torna-se necessário definir quais características da madeira afetam a qualidade do
produto final e os níveis de controle genético para as mesmas. O autor lista uma
gama de exemplos na literatura sobre o efeito de tratos silviculturais na qualidade
da madeira. No entanto, resultados experimentais sobre técnicas e métodos de
melhoramento para as propriedades físicas, químicas e anatômicas da madeira
são raros.
FONSECA (1996), realizando estudo para seleção da “árvore industrial”,
encontrou que as características rendimento de polpa, crescimento volumétrico e
densidade básica são as principais características para seleção, quanto a
capacidade e ao custo de produção da industria e dentre estas características, a
densidade básica é a que exerce maior influência sobre a qualidade da polpa
produzida. FONSECA (1996) encontrou resultados semelhantes aos de WRIGHT
(1991) e para o autor os dois parâmetros mais importantes na seleção de clones
de Eucalyptus são a densidade básica e o crescimento. Bom crescimento é o
resultado das características adaptativas, o que resultará em alta produção
23
volumétrica, enquanto densidade é o indicador de numerosas propriedades do
papel.
Um parâmetro potencial de seleção foi determinado por ALMEIDA et al.
(1997), o qual estudaram a importância do diâmetro de lúmem na seleção de
Eucalyptus para produção de celulose. Os autores relataram que o maior volume
de licor para cozimento no interior do lúmem das fibras permite uma maior
homogeneidade de concentração do licor no interior das mesmas, pois a difusão
de álcali através da parede celular é um processo moroso e incapaz de suprir na
mesma proporção às necessidades de álcali consumido por reações com os
componentes da madeira à temperatura de polpação. Um maior diâmetro de
lúmem mantem uma maior quantidade de massa de álcali no licor em direção à
parede celular e, conseqüentemente, facilitando a deslignificação. Segundo os
autores, a relação volume médio de lúmem/área interna média das fibras parece
estar diretamente relacionada à facilidade de deslignificação da madeira e,
conseqüentemente, diretamente relacionada ao rendimento depurado. Por fim, os
autores concluíram que a densidade básica, apesar de ser um parâmetro de
qualidade importante, é insuficiente para indicar o possível comportamento da
madeira frente ao processo de polpação, mesmo estando associada à composição
química.
24
3. DISCUSSÃO DE ALGUNS TRABALHOS REALIZADOS EM
CONVÊNIO
3.1. Efeito das características anatômicas e químicas na densidade básica da
madeira e na qualidade da polpa de clones híbridos de eucalyptus grandis x
urophylla (QUEIROZ, 2002).
O objeto do trabalho foi avaliar o efeito das características anatômicas e
químicas na densidade da madeira, nas características da polpação kraft e nas
propriedades físico-mecânicas da polpa kraft de eucalipto.
Foram estudados dois clones de eucaliptos com densidades básicas de 447
kg/m³ e 552 kg/m³. Sendo o mais denso de menor velocidade de crescimento,
cultivado em solo mais pobre. Estabelece-se um padrão para avaliação da
constituição anatômica. Foram realizados cozimentos kraft para obtenção de
polpas com número kappa 18±0,5. As polpas foram branqueadas pela seqüência
ODEopDD, a uma alvura final de 90±1%ISO, sendo, depois, refinadas e testadas
suas propriedades físico-mecânicos e ópticas.
Verificou-se que, comparativamente, a madeira de mais alta densidade
apresentou fibras com paredes mais espessas e menor diâmetro de lúmen, maior
freqüência de vasos com menores diâmetros, bem como menor área de espaços
vazios. A mesma madeira apresentou maior dificuldade de deslignificação,
resultando em menor rendimento e viscosidade.
25
No branqueamento, a madeira de menor densidade requereu menor
quantidade de reagente para atingir alvura final de 90±1%ISO. As propriedades
mecânicas e estruturais das folhas de celulose não apresentaram diferenças
significativas. As propriedades ópticas apresentaram diferenças, mostrando-se
mais sensíveis às diferenças de densidades básicas. Neste trabalho, verificou-se
que a densidade básica das madeiras estava correlacionada às características
anatômicas e não à composição química das madeiras.
3.2. Avaliação direta e indireta de rendimento depurado e de produção de
celulose em clones de eucalipto (ALMEIDA, 2001)
O trabalho teve como objetivos avaliar a variabilidade genética e a
importância das características silviculturais e tecnológicas; realizar a avaliação
direta e indireta da característica produção de celulose e classificar os clones com
base na avaliação direta e indireta em produção de celulose.
Foram utilizados 18 clones selecionados com 72 meses de idade,
originados de site de alta produtividade, sendo 5 de Eucalyptus urophylla e os
demais clones híbridos de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis. Para as
características tecnológicas, foi utilizada uma árvore representativa da parcela,
com valores próximos às médias das características de crescimento. Foram
realizadas medições de crescimento quanto à altura total da árvore (Ht), diâmetro
à altura do peito (DAP) e volume com casca (Vcc). Para a caracterização
tecnológica, foram avaliadas as características densidade básica (DB),
comprimento de fibra (CF), largura da fibra (LF), diâmetro do lúmem (DL),
espessura da parede da fibra (EP), índice de runkel (IR), índice de enfeltramento
(IE), coeficiente de flexibilidade (CoF), fração parede (FP), teor de lignina (LI),
extrativos (EX), rendimento depurado de celulose (RD) e produção de celulose
(PC).
As únicas características dentre as silviculturais e tecnológicas que não
apresentaram variabilidade genética foram EP e IE. A classificação dos clones
com base na avaliação direta em PC diferiu da classificação dos clones quando a
avaliação direta foi realizada com base nas características que determinam PC,
26
evidenciando a necessidade da avaliação indireta em PC, para uma caracterização
mais precisa dos clones.
Na avaliação indireta, a característica RD foi substituída por um conjunto
de características tecnológicas, de menor custo e tempo de análise do que RD.
Tais características foram definidas com base no estudo de correlações e
diagnóstico de multicolinearidade, resultando em DL, EX e LI. Os caracteres
tecnológicos FP, CoF e IR foram eliminados por serem redundantes, são
calculados a partir de outros e vão gerar alta correlação. A característica CF foi
descartada por apresentar dependência linear (multicolinearidade), por se tratar
de uma característica de pouco importância para produção de celulose. A
Característica LF á a soma de DL e EP. Como EP não tem variabilidade, trata-se
na realidade da soma de DL com uma constante, pode ser descartada. O DL foi
mantido devido nível de importância apresentada na análise.
A avaliação indireta classificou os melhores clones com teores de EX e LI
abaixo da média dos 18 clones e PC acima da média, em todos os índices de
classificação genotípicos utilizados no trabalho. A avaliação direta classificou os
melhores clones, com teores de LI, EX e PC acima da média dos 18 clones
avaliados, sendo PC na avaliação direta superior do que na avaliação indireta.
Em virtude dos resultados obtidos, deve-se realizar estudos de custo x
benefício, com base nas características utilizadas na avaliação indireta e
determinar o ponto ótimo entre a maior produtividade encontrada na avaliação
direta e os menores teores de lignina e extrativos encontrados na avaliação
indireta.
3.3. Estudo de propriedades da madeira e de fibras de eucalipto (Clark et
al., 2002).
O objetivo deste trabalho foi comparar a aptidão de amostras de eucalipto
híbrido E. urograndis, plantado no Jarí (URGJari) e no Sudeste brasileiro
(URGSP) e E. globulus (EGP) de Portugal.
As amostras do Jarí foram coletadas em plantios multiclonais, em 3 locais
de produtividade alta, média e baixa, em 3 repetições. Para se reduzir o erro
27
amostral, as árvores foram coletadas de acordo com a distribuição diamétrica de
cada local (sendo definidas 3 classes). Da classe central (média mais ou menos
um desvio padrão) foram coletadas 8 árvores e duas árvores em cada uma das
classes extremas. As árvores foram picadas inteiras e o cavaco foi classificado e
coletado uma amostra composta de 12 árvores, três repetições em 3 locais. Em
parcela e teste clonal no estado de S. Paulo procede-se a coleta de 3 árvores
médias de 2 clones, no mesmo local. 3 clones de E. Globulus foram coletados em
Portugal, em locais de média e alta produtividade. Para as análises de anatomia
da madeira foram coletadas amostras a altura do DAP de tira de madeira de casca
a casca, desidratada em álcool. Nas amostras da Jarí foram coletadas uma árvore
em cada classe diamétrica em cada um dos 3 locais. Na polpação o número
Kappa foi fixado em 19. Seguindo-se duas seqüências de branqueamento:
OD(EO)DD e OAZ(EO)DD.
Das avaliações, concluiu-se que a maior densidade básica foi a apresentada
pelo EGP, seguida da URGJarí e depois das amostras de URGSP. Sendo que a
produção de celulose, em ordem decrescente foi: EGP, URGSP e URGJarí. Não
houve diferença estatística entre as amostras de madeira de cada origem. O
rendimento de celulose relacionou-se com o conteúdo de polissacarídeo e lignina,
e também com a relação dos tipos de ligninas (guaiacil/siringil). A equação
ajustada apresentou um R2 de 0,97.
No caso das amostras de URGJarí, foi a que apresentou o mais alto teor de
lignina e menor de polissacarídeo. Os extrativos não apresentaram diferenças
significativas de teores. As características da polpa para papel foram muito
semelhantes, apenas a polpa de URGJarí e EGP apresentaram maior bulk e
menor resistência ao rasgo que o URGSP. A utilização de ozônio teve efeito com
a redução das resistências da folha de papel em algumas amostras.
28
4. DISCUSSÕES
Baseado nos resultados obtidos e nas informações da literatura podemos
fazer algumas considerações, pensando-se na produção de celulose no Vale do
Jarí, especificamente, na qualidade da matéria prima utilizada e no
direcionamento que essas informações podem dar para o processo de produção
florestal.
A madeira de E. urograndis apresenta normalmente uma densidade dentro
do aceitável para utilização industrial. O intervalo de variação dessa densidade
apresenta desdobramentos afetando a qualidade da polpa e sua utilização final.
Normalmente, os teores de lignina apresentam-se em níveis elevados quase que
invariavelmente, o que afeta negativamente o rendimento de celulose, pois
provoca a redução do teor de polissacarídeo além de ter possível efeito sobre a
densidade básica, que como observamos afeta o rendimento diretamente. Dos
materiais atualmente em uso na Jarí essa é uma realidade. O que tem levado o
programa de melhoramento a direcionar a inclusão de novos materiais e também
passar a observar a qualidade da lignina, cuja composição pode conduzir a
ganhos importantes. A utilização de E. globulus na composição de híbridos
policross poderá resultar na alteração dos tipos de ligninas.
A variação estudada, no caso dos clones com grandes diferenças em
densidade básica, foi encontrada associada à formação anatômica da madeira,
como espessura de parede e distribuição e tamanho de elementos vasculares.
Também clones de alta produtividade crescendo em condições uniformes tendem
a possuir menor variação na densidade básica. Neste caso o diâmetro de lúmem
29
sendo uma característica que explica em parte essa pequena variação. Em ambos
os casos a densidade básica pode fornecer informações importantes sobre a
constituição anatômica da madeira, desde que essas correlações sejam bem mais
estudadas e estabelecidas.
Outra linha investigativa que surge das diversos trabalhos com qualidade da
madeira é confirmar e entender o que causa oaparente aumento da concentração
de lignina nas madeiras crescidas na região. Temos observado que os mesmos
materiais genéticos crescidos em outras regiões apresentam teores de lignina
menores. A partir desse entendimento poderia adotar-se talvez uma metodologia
de manejo que controle essas causas.
A investigação da composição das ligninas da madeira é de suma
importância para se direcionar os cruzamentos entre os materiais genéticos e
ainda ser útil para estabelecimento de índices de seleção melhores.
O direcionamento atual, baseado nas características do material em
utilização para matéria prima, seria plantar materiais de menor densidade básica
para promover melhores custos (redução de químicos), não sobrecarregamento
do processo de recuperação (menor teor de sólidos no licor – afetaria a geração
de energia, haverá necessidade de avaliar custos devido compensação que deverá
haver com outras fontes de energia), melhores rendimentos e melhorar
propriedades de resistência. A utilização de madeiras mais densas necessitaria de
uma engenharia de árvores direcionada para alteração da qualidade da lignina ou
sua redução. Dessa forma teremos um efeito maior da densidade da madeira
afetando o rendimento de celulose positivamente e proporcionar uma
deslignificação mais fácil.
Foi observada uma redução de valores de densidade básica para árvores de
maior velocidade de crescimento. Notadamente nos melhores solos. Esses
resultados indicam que também poderemos alterar a densidade (redução) via
manejo florestal, proporcionando o equilíbrio de fatores que afetam a
produtividade em níveis satisfatórios. Necessitando para tanto de uma análise
econômica, de forma a produzir toneladas de celulose a menores custos.
30
O entendimento das tendências de qualidade de madeira de acordo com o
local de crescimento pode ser útil na segregação da madeira no pátio da fábrica
de acordo com a qualidade da celulose que se pretende obter. Celulose para
papeis absorventes, por exemplo, pode se processar a partir de madeira colhida
nas áreas de menor produtividade. As fibras terão uma parede celular menos
delgada, reduzindo o efeito de encolapsamento, além de que propriedades de
resistência, nesse caso, não são tão determinantes e o refino excessivo não é
necessário. Para as utilizações que exigem maiores valores de resistências da
folha, a madeira de maior velocidade de crescimento seria o ideal. A melhor
acomodação das fibras com o encolapsamento maior promoveria uma maior
superfície de interação fibra-fibra, resultando numa maior quantidade de
interações químico-físicas.
Sabemos que o processo possui grande influência sobre a determinação das
propriedades da celulose, dependendo das dosagens de químicos e do controle
das condições do processo é possível alterar enormemente as propriedades da
polpa, porém esse manejo é limitado, ganhos efetivos são possíveis de se
alcançar já com o controle de qualidade da matéria prima.
Para melhor compreender o crescimento de árvores no Vale do Jarí, há
necessidade de se incrementar as avaliações da qualidade da madeira, para se
estabelecer padrões de variações internas das árvores, possibilitando a redução
das amostragens para avaliação da qualidade da madeira e a geração de índices
de seleção indireta com a redução de trabalho e custos. Para tanto se encontra
forte aliado nas modernas tecnologias automatizadas, baseadas em amostragem
não destrutiva.
Um estudo mais amplo é necessário sobre quais características são
importantes para estabelecer-se os índices de seleção para qualidade de matéria
prima. Tem-se a indicação que apropriadas análises estatísticas e de genética
quantitativa deverão ser desenvolvidas para se reduzir os erros que normalmente
são encontrados em alguns índices estabelecidos, como os efeitos de
covariâncias, redundâncias e dependência linear.
31
5. CONCLUSÕES
Algumas conclusões são apresentadas a partir dessa revisão direcionadas
para a situação do Vale do Jarí, como:
A diferenças de densidades na madeira produzida na região altera a
qualidade e produtividade de celulose;
A diferença de densidade está associada a fibras com variação de
espessura de parede celular e também a o tamanho e freqüência de vasos;
Árvores que crescem mais rápido apresentam menor densidade básicas
melhores propriedades de resistência das fibras após polpação e melhor
rendimento. Esse entendimento pode direcionar usos para a matéria prima;
A constituição da madeira apresenta na região uma tendência de
concentração de lignina. Confirmar e entender esse efeito deverão ser
direcionamentos na pesquisa florestal;
O programa de P & D deverá focar a alteração quantitativa e qualitativa de
lignina;
Há necessidade de se avançar as avaliações da variação de qualidade da
madeira ao longo do trono com desdobramentos importantes para apressar e
baratear o processo de seleção;
A acurada avaliação de características para composição de índice de
seleção reduz a ocorrência de viés no ranqueamento de materiais.
32
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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