Qual é a composição da madeira?

Na composição da madeira existem vários elementos e compostos que lhe conferem propriedades únicas, como a resistência, densidade ou durabilidade, e que são responsáveis por características específicas como a sua cor, odor e resistência a fungos. O isolamento destes diferentes compostos e elementos permite inúmeras aplicações, algumas das quais em indústrias inovadoras e de elevado valor acrescentado.

Os principais elementos presentes são o carbono (C), que representa cerca de metade da composição da madeira em relação ao seu peso seco (49% a 50%); o hidrogénio (H) 6%; o oxigénio (O), entre 44 e 45%; e, em pequena proporção, de até 1%, o azoto (N). Adicionalmente, existem ínfimas quantidades de Cálcio (Ca), Potássio (K) e Magnésio (Mg) – que compõem os chamados extrativos.

Já os principais compostos são a celulose, a hemicelulose e a lenhina. É da ligação entre eles que se estruturam todas as madeiras.

A celulose é o componente principal da madeira e a sua presença não tem grande variação entre espécies. O teor dos restantes constituintes – hemicelulose, lenhina e extrativos – varia de acordo com a espécie e o grupo taxonómico, como por exemplo entre as resinosas e folhosas.

As diferenças nas percentagens de hemicelulose e lenhina dão origem a  madeiras com diferentes densidades: macias no caso das espécies resinosas como o cedro e pinho e duras nas espécies folhosas como os carvalhos e as nogueiras. A maior presença de extrativos nas resinosas faz com que a sua madeira tenha mais odor e com que seja possível fazer a resinagem nalgumas espécies.

Celulose, hemicelulose e lenhina na base da composição da madeira

Vejamos resumidamente estes três principais compostos da madeira, assim como alguns exemplos das suas aplicações:

– Celulose

A celulose é o composto mais abundante na composição da madeira. É um polímero de glicose (açúcar) que forma longas cadeias, proporcionando à madeira resistência à tração, ou seja, a capacidade de suportar pesos consideráveis (tensões) antes de partir.

Graças à sua capacidade para formar fibras fortes e flexíveis, a celulose é a principal matéria-prima do papel e cartão, sendo também utilizada na produção de fibras têxteis, como a viscose, o modal ou o lyocell por exemplo, e de bioplásticos alternativos aos plásticos convencionais.

A celulose (e os seus vários derivados) está na base de grande parte das inovações que incorporam polímeros naturais e renováveis para substituir polímeros baseados em combustíveis fósseis. Diferentes tipos de celulose são aplicados em biomateriais com utilizações que vão da eletrónica à biomedicina.

– Hemicelulose

A hemicelulose é também um polímero composto por monossacarídeos ou açúcares (entre os quais xilose, manose e galactose), que se enlaça às fibras de celulose da madeira e dos tecidos vegetais em geral. Uma das suas funções principais é conferir rigidez e resistência às células vegetais, contribuindo para a estabilidade dimensional da madeira, que ajuda a manter a sua forma e volume.

Entre outras aplicações, a hemicelulose pode ser transformada (por hidrólise) para produzir açúcares fermentáveis, que são utilizados na produção de biocombustíveis (como o etanol, por exemplo). Vários derivados da hemicelulose são também utilizados noutras indústrias, como a alimentar – na produção de espessantes e estabilizantes.

– Lenhina

A lenhina é uma substância complexa, também representativa na composição da madeira. Atua como uma “cola” natural que dá consistência à união das fibras de celulose e hemicelulose, conferindo-lhes rigidez e resistência. A estrutura molecular da lenhina contém inúmeros anéis de carbono, componente fundamental para a rigidez e a capacidade da madeira para suportar cargas.

A lenhina e os seus derivados têm aplicações crescentes, sendo utilizados, por exemplo, como plastificantes do betão ou na produção de adesivos e resinas.

Outras substâncias minoritárias na composição da madeira

Uma pequena percentagem da composição madeira (até cerca de 5% a 6% da sua massa) inclui inúmeras substâncias que têm influência na vida das árvores e em várias propriedades das suas madeiras:

– Extrativos (material orgânico)

Compostos químicos, que podem incluir resinas, ceras, óleos e compostos fenólicos (aromáticos). Representam aproximadamente entre 2% a 5% da madeira, sendo responsáveis por características específicas, como a cor, cheiro, durabilidade natural e resistência a insetos e fungos.

Nestes materiais orgânicos podem incluir-se os taninos, os flavonoides, os terpenos e outras substâncias com atividade biológica, que são valorizados pelas suas propriedades antioxidantes ou anti-inflamatórias por exemplo, e ácidos gordos saturados e insaturados, principalmente encontrados sob a forma de esteres com glicerol (gordura e óleo) ou esteres com álcoois (ceras).

Pela sua atividade biológica e propriedades funcionais, alguns destes extrativos são aplicados na própria indústria da madeira, por exemplo para a proteger de insetos ou fungos, aumentando a sua durabilidade, enquanto outros são usados noutros sectores, incluindo agricultura, alimentação, farmacêutica e cosmética.

– Cinzas (material inorgânico)

As cinzas representam a fração mineral da madeira e são constituídas principalmente por elementos como o cálcio (Ca), potássio (K) e magnésio (Mg). Normalmente, constituem menos de 1% da madeira. Estes elementos desempenham papéis importantes no crescimento da árvore e na saúde da planta.