İş Doyumu ile İlgili Demografik Sonuç ve Tartışmalar

A madeira é um sólido formado por processo de fotossíntese, no qual o carbono presente na atmosfera na forma de dióxido de carbono (CO2) é absorvido por um vegetal vivo, a partir da presença de luz solar e água. O carbono associa-se a diversos nutrientes presentes no solo, formando macromoléculas, como celulose, hemicelulose e lignina, que compõe a estrutura da madeira. A fonte de energia do processo de fotossíntese é a luz e, na sua ausência, a vegetação libera CO2, porém em quantidade reduzida se comparada com a absorção (Figura 3).

Figura 3 - Esquema da captação de carbono pela vegetação e os demais componentes químicos da biomassa.

Fonte: extraído de www.quimicalizando.com

A Figura 4 mostra esquematicamente a formação estrutural da madeira: (a) cerne, (b) alburno; (c) casca; (d) anéis de crescimento; (e) estrutura anatômica interna em forma de túbulos, que tem a função de conduzir água e seiva; (f) parede celular formada por fibras sobrepostas em diferentes direções; (g) os componentes poliméricos celulose, hemicelulose e lignina; e (h) moléculas da composição do material.

Figura 4 - Representação da estrutura celular da madeira. Fonte: Harrington (1999) extraído de Badel (1999)

A madeira é composta pelos polímeros orgânicos: celulose (40 a 50%), hemicelulose (20 a 30%) e lignina (20 a 30%), com diferentes funções na fisiologia do material. A celulose (C6H10O5) compõe a parede celular do vegetal, sendo responsável pela resistência estrutural da madeira. A lignina (variação na formulação: C9H10O2; C10H12O3; C11H14O4)encontra-se aderida na parede celular, agrupando fisicamente as células e dando rigidez e impermeabilidade ao material. A hemicelulose (C5H10O5; C6H12O6) forma uma rede de fibras cruzadas que proporciona elasticidade e variação dimensional à madeira(USE, 2011). Uma hipótese de composição, fórmula e peso molecular da madeira é apresentada na Equação A.

Equação A _{– Composição, fórmula e peso molecular da madeira na hipótese} 50% celulose + 35% lignina + 15% hemicelulose

= 50% C6H10O5 + 35% C10H12O6 + 15% C6H12O6

= 0,5 (6x12+10x1+5x16) + 0,35 (10x12+12x1+6x16) + 0,15 (6x12+12x1+6x16) = 0,5 (162) + 0,35 (228) + 0,15 (180)

= 81 + 80 + 27 = 188 g/mol

A partir de sua formulação, identifica-se o carbono e o oxigênio como os principais elementos químicos de sua constituição. A Tabela 2 demonstra a composição da madeira a partir de cada elemento. Nesta hipótese, o teor de carbono da biomassa seca pode ser estimado como 47%, o que justifica a relevância da madeira viva como estoque de carbono. Outras hipóteses de composição entre celulose, lignina e hemicelulose podem trazer ligeiras variações para o teor dos elementos químicos.

Tabela 2 _{– Exemplo de teor de carbono, hidrogênio e oxigênio na biomassa seca,} admitindo 50% celulose + 35% lignina + 15% hemicelulose

Celulose Lignina Hemicelulose Elemento Peso molecular C6H10O5 C10H12O6 C6H12O6

C 12 72 120 72

H 1 10 12 12

O 16 80 96 96

Total 162 228 180

Massa molar (g/mol) 81 80 27 188

Fração (m/m) 0,5 0,35 0,15 Teor (m/m)

Carbono 0,22 0,18 0,06 0,47

Hidrogênio 0,03 0,02 0,01 0,06

Além dos elementos que constituem a biomassa, a madeira também incorpora ar e água livre, que preenchem os túbulos de sua estrutura (item “e” da Figura 4). A quantidade de água que preenche estes vazios é variável, caracterizando o que chamamos de umidade da madeira. Na madeira viva, ou recém extraída (madeira verde), esses túbulos são completamente preenchidos com água. Após a extração, a madeira começa a perder sua umidade até o ponto de equilíbrio com a umidade do ambiente, havendo uma substituição parcial da água por ar (madeira com umidade em equilíbrio). A madeira pode ficar completamente ausente de água livre por ação de secagem artificial em estufa, sob temperaturas acima de 100ºC, denominada nesse estudo como biomassa seca ou madeira seca.

Embora com pequena variação, cada componente da floresta também apresenta parcelas distintas de água livre. Troncos são elementos com menor teor de umidade se comparados a folhas e pequenas árvores (Araújo et al., 1999; Carvalho et al., 1995; Soares Neto et al., 2009), conforme pode ser verificado na Tabela 3.

Tabela 3 - Porcentagem de água da madeira verde por componente da floresta.

Componente % Referência

Geral 42 Soares Neto et al, 2009

Troncos DAP > 30cm 38,3 Carvalho Jr. et al, 1995 Troncos DAP < 30cm 39,3 Galhos D > 10 cm 40 Galhos D < 10 cm 41,7 Árvores h<1m 55 Árvores h>1m ou DAP<5cm 40,5 Folhas 51,9

Matéria morta entre 2 mm e 10 cm 62,5

Cipós 40 Troncos DAP > 10 cm 40,1 Araújo et al, 1999 Troncos caídos 44 Galhos D > 10 cm 40,3 D ≤ 5 cm 40,1 Folhas 53

Matéria morta entre 2 mm e 10 cm 64,3

Cipós 49,6

Para a madeira nativa da Amazônia, estima-se que toras verdes têm cerca de 40% de água livre e madeiras com umidade em equilíbrio com a umidade do ar, em torno de 15% (Araújo et al., 1999; Zenid, 2009). Esses valores podem ser adotados como uma média para a madeira Amazônica, porém pode haver variações. O Departamento de Agricultura e Florestas dos Estados Unidos (USDA, 2010) apresenta valores entre 40% e 160% para umidade para madeira verde de espécies características do hemisfério Norte, o que

demonstra a variabilidade e especificidade de cada tipo vegetal e espécie. Cerne e alburno podem apresentar diferenças de porosidade e umidade, já que a madeira perde umidade pela periferia do tronco.

De forma geral, a proporção dos principais elementos químicos na composição da madeira verde e da madeira com umidade em equilíbrio com o ar, seguem representados na Figura 5. Portanto, madeiras verdes seguem a composição da Figura 5a e madeiras com umidade em equilíbrio seguem a proporção da Figura 5b.

(a) (b)

Figura 5 _{– Parcela dos elementos químicos carbono, hidrogênio e oxigênio na} composição da biomassa e parcela de água livre nos poros da madeira verde (a) e da madeira com umidade em equilíbrio com o ar (b)

A composição molecular e a quantidade de vazios determinam a densidade da madeira. Essa característica varia para cada espécie de árvore. Na floresta Amazônica há uma grande diversidade de espécies de árvores e, consequentemente, diferentes densidade de madeira. Espécies tropicais geralmente têm densidade elevada, entre 0,5 g/cm³ e 1,2 g/cm³ (Fearnside, 1997), enquanto algumas espécies coníferas têm densidades baixas, entre 0,3 g/cm³ e 0,6 g/cm³ (USDA, 2010). A densidade da madeira varia entre espécies e também ao longo do tronco de uma mesma árvore. Os pontos de maior densidade encontram-se no cerne e na base das árvores, com redução da dureza da madeira em direção à casca e ao topo da árvore (Carvalho, et al., 1995; Nogueira et al., 2008; Nogueira; Nelson; Fearnside, 2005). Além da característica natural das espécies e das características do bioma, as condições de crescimento podem interferir na densidade da madeira. Segundo Nogueira et al (2007), a densidade apresenta relação com fatores como fertilidade do solo, disponibilidade de luz solar, presença de água, umidade na floresta, distúrbio naturais, entre outros fatores, que influenciam a densidade de diferentes árvores de uma mesma espécie.

40%

28% 4% 28% 60%

Água livre Carbono

15% 40% 5% 40% 85% Hidrogênio Oxigênio