Madeiras Utilizadas na fabricação de Arcos (texto técnico)

Introdução

A madeira de pau-brasil (Caesalpinia echinata Lam.) é extensivamente procurada no exterior, sendo considerada internacionalmente a única que reúne características ideais de ressonância, densidade, durabilidade, beleza, além da extensão da curvatura, do peso, da espessura e de preciosas qualidades tonais, para a confecção dos melhores arcos de instrumentos de corda (Pierce 2002; Bueno 2002). Segundo Bueno (2002), ela vem sendo extraída ilegalmente e exportada sob a denominação de “pernambuco wood”.

A denominação vulgar “pau-brasil”, segundo Mainieri (1960), é utilizada em nosso país para designar quatro gêneros diferentes de plantas produtoras de madeira, reunindo erroneamente sob o mesmo nome, madeiras que apresentam coloração avermelhada, a saber Brosimum paraense Huber (Moraceae), Colubrina rufa Reiss e Rhamnidium glabrum Reiss (Rhamnaceae) e três espécies de Sickingia (Willd.) (Rubiaceae).

No caso do pau-brasil verdadeiro (C. echinata), o cerne é alaranjado, bastante evidente na árvore recém cortada, decorrente da presença de brasilina (C16H14O5), que oxida com a exposição ao ar, assumindo coloração vermelho-coral (Mainieri et al. 1983).

De acordo com Lewis (1998), C. echinata não é classificada em táxons infra-específicos, embora muitas populações mostrem diferenças marcantes no tamanho e na forma dos folíolos, na cor da madeira e no hábito. Três diferentes grupos de C. echinata estão sendo estudados por especialistas brasileiros e no futuro talvez a espécie possa ser separada em subespécies ou variedades. O grupo mais comum apresenta comparativamente os menores folíolos e cerne de coloração alaranjada, sendo encontrado em muitas localidades ao longo da costa brasileira. O segundo grupo difere pouco do primeiro, apresentando, contudo, folíolos um pouco maiores e cerne com coloração laranja avermelhado. Deste morfotipo são conhecidos apenas representantes cultivados nos Estados do Rio de Janeiro e Espírito Santo. O terceiro grupo apresenta folíolos muito grandes e cerne vermelho escuro, sendo encontrados naturalmente, até o momento, apenas em uma localidade na Bahia.

Apesar do consenso entre produtores de que o pau-brasil é a melhor madeira para a fabricação de arco, Matsunaga et al. (1996) informam que, até o momento, não existem publicações científicas que esclareçam por que o pau-brasil é tão apropriado para tal finalidade. A seleção da espécie está baseada na experiência tanto de arqueteiros como músicos, sendo a mesma utilizada há mais de 200 anos.

De acordo com Retford (1964), a manufatura de arcos como arte especializada teve sua origem no século XVIII, na França, na oficina de Tourte “O Velho”.

Aparentemente pouco se sabe dos seus predecessores; há poucos registros dos primórdios da história do arco e sua origem precisa é desconhecida; os registros mais antigos vêm da cultura árabe e bizantina e datam do século X. Com relação às madeiras empregadas, Pierce (2002) informa que antes da metade do século XVIII eram usadas várias espécies tropicais, incluindo o paubrasil.

Segundo Richter (1988), o pau-brasil já era conhecido no mercado europeu por volta de 1550, quando os primeiros violinos, com a forma dos utilizados atualmente, foram construidos por G. Bartoletti de Saulo, em Bréscia na Itália. Entretanto, foram os irmãos Tourte, em Paris, que consagraram o pau-brasil como material ideal para a confecção de arcos.

Segundo Matsunaga et al. (1996), as propriedades vibracionais da madeira são fundamentais para qualifica-la como apropriada para a manufatura de instrumentos musicais. Embora os arcos de instrumentos de corda não produzam o som, as propriedades vibracionais da madeira também são muito importantes na determinação da sua qualidade.

Embora a madeira do pau-brasil reúna as propriedades ideais para a confecção de arcos, os produtos resultantes da manufatura de diferentes amostras apresentam qualidades distintas. Com o pau-brasil podem ser confeccionados arcos de alto valor e grande qualidade, até arcos de baixo custo utilizados por amadores e estudantes (Lombardi, www.lombardiarcos.com). As causas dessa variação estão sendo investigadas e parecem ser decorrentes de um conjunto de fatores que envolve a organização estrutural da madeira e aspectos relacionados às suas propriedades químicas e físicas.

A investigação qualitativa e quantitativa de diferentes amostras de pau-brasil poderá ajudar a explicar as causas das diferenças na qualidade dos arcos. Além disso, como no mercado nacional estão sendo introduzidos e, bem aceitos, arcos produzidos com outras madeiras, o estudo da estrutura das mesmas poderá ajudar no estabelecimento de características anatômicas envolvidas na melhor qualidade do arco.

O presente estudo, objetiva determinar as variações estruturais existentes entre amostras de pau-brasil que possam interferir na qualidade do arco e indicar características desejáveis em outras espécies.

Resultados

Os arcos de violino confeccionados com pau-brasil (Caesalpinia echinata ) (Fig. 1), tem coloração alaranjada do cerne, também evidenciada na Fig. 3. As outras espécies que estão sendo utilizadas na produção de arcos, duas delas indicadas na Fig. 2, são observadas quanto à sua cor nas Fig. 4-9. Observa-se que as madeiras de pau-rainha (Brosimum paraense, B. rubescens) e pau-cobra (Brosimum guianense), apresentam, respectivamente, uma coloração avermelhada (Fig. 2a, 8) e avermelhada escura com manchas enegrecidas (Fig. 2b, 7), desenho este que lhe sugere o nome comercial. As outras madeiras apresentam uma coloração enegrecida, recebendo a denominação vulgar de coração de negro, correspondendo, entretanto, a diferentes espécies: pau-ferro (Caesalpinia férrea Mart. - Fig. 4), gombeira (Swartzia aptera D.C. (Fig. 5) e S. laxiflora Bongard ex Benth.) e pau-santo (Zollernia paraensis Huber - Fig. 6). Por último, a maçaranduba (Manilkara elata) apresenta cerne de

coloração castanha-escura (Fig. 2c, 9).

Figuras 1-2. Arcos de violino. 1. Caesalpinia echinata Lam. (pau-brasil), aspecto geral. 2. Detalhe de arcos de violino de outras madeiras: a. Brosimum paraense Huber (pau-rainha). b. Brosimum guianense (Aubl.) Huber. (pau-cobra). c. Manilkara elata (Fr. All.) Monac. (maçaranduba). Figuras 3-9. Aspecto longitudinal macroscópico das madeiras. 3. Caesalpinia echinata (pau-brasil). 4. Caesalpinia ferrea Mart. (pau-ferro). 5. Swartzia aptera D.C. (gombeira). 6. Zollernia paraensis Huber (pau-santo). 7. Brosimum guianense (paucobra). 8. Brosimum paraense (pau-rainha). 9. Manilkara elata (maçaranduba).

Discussão

Pau-brasil (Caesalpinia echinata) – De maneira geral, as características anatômicas observadas estão de acordo com o mencionado na literatura (Mainieri 1960; Mainieri et al. 1983; Détienne & Jacquet 1983; 1988). Entretanto, uma análise comparativa qualitativa e quantitativa indica que existem variações de algumas características entre os diferentes indivíduos, que possivelmente estão relacionadas à fatores ambientais. 

Uma destas características refere-se ao diâmetro dos vasos. No estudo do lenho, deve-se lembrar que a principal função deste tecido é a condução de água através, essencialmente, dos vasos. Segundo Zimmermann (1982), a condução eficiente e segura da água só é possível devido à estrutura tridimensional da madeira. O autor menciona que vasos de menor diâmetro e curtos são mais seguros na condução da água, enquanto vasos mais largos e longos são mais eficientes.

Vários estudos têm demonstrado que vasos de menor diâmetro, embora menos eficientes na condução de água, são mais seguros em ambientes secos, visto que permitem o desenvolvimento de maior pressão negativa antes do aparecimento de embolias, que tornam os vasos não funcionais (Zimmermann 1983; Baas et al. 1983; Wilkins & Papassotiriou 1989; Lindorf 1994). A relação direta da diminuição do diâmetro dos vasos em espécies ou gêneros que crescem em ambientes com condições xéricas, também está associada à presença destas espécies em maiores latitudes, como o observado por Graaff & Baas (1974), Baas et al. (1983), Dickison & Phend (1985), Wilkins & Papassotiriou (1989). Tal relação quanto ao diâmetro dos vasos pode ser observada nas amostras de C. echinata de procedência conhecida. 

A madeira coletada em Porto Seguro (BA), cujo clima é quente e super-úmido, sem um período de seca anual, apresenta vasos de maior diâmetro em relação às amostras coletadas em Mogi-Guaçu (SP). O clima, nesta região, caracteriza-se por apresentar um período anual seco e frio, localizando-se em maior latitude em relação à Porto Seguro (BA). 

Os vasos maiores observados no espécime de Porto Seguro (BA) promovem, potencialmente, maior eficiência na condução da água, em uma região onde a disponibilidade de água no solo e a evapotranspiração são maiores. Além dos vasos, observa-se também variação no padrão de distribuição do parênquima axial, que é do tipo paratraqueal aliforme em todos os espécimes, apresentando maior ou menor grau de confluência, chegando a formar faixas. A abundância de parênquima, representada pelo parênquima em faixas largas, chama a atenção nas amostras procedentes da árvore da Bahia e nas de arcos de violino SPw 2036 e 2037.

Segundo Wheeler & Baas (1991), o parênquima paratraqueal é mais comum nas regiões tropicais do que nas temperadas. Tal tendência foi comprovada por Alves & Angyalossy (2002), que analisaram a anatomia da madeira da flora arbórea de várias regiões brasileiras, demonstrando que o parênquima paratraqueal é característico em latitudes menores. 

Por meio de análise quantitativa, as autoras demonstram que o parênquima também é mais abundante em latitudes menores e, consequentemente, em ambientes mais quentes, o que é confirmado neste trabalho com a observação de parênquima mais abundante na amostra da Bahia, quando comparada com as amostras procedentes dos indivíduos de São Paulo. A relação direta da abundância do parênquima com latitudes menores também foi observada para espécies de outras floras por Baas e colaboradores (Baas 1973; Baas & Zhang 1986; Baas & Schweingruber 1987; Wheeler & Baas 1991).

Considerando-se que o diâmetro dos vasos e a abundância de parênquima axial estão relacionados à latitude e a fatores climáticos, pode-se inferir que as amostras provenientes dos arcos de violino SPw 2036 e 2037 têm comportamento semelhante à amostra proveniente de Porto Seguro (BA), indicando que estas madeiras podem ter sido amostradas em indivíduos que crescem em região de menor latitude, com clima constantemente quente e úmido. Por outro lado, a amostra do arco SPw 2035 apresenta vasos de menor diâmetro e parênquima axial mais escasso, confluente sem formar faixas, características estas relacionadas a ambientes mais secos e de maior latitude, como o observado na amostra proveniente de São Paulo.

Apesar dos dados indicarem, para o pau-brasil (Caesalpinia echinata), tendência à correlação entre a latitude e os fatores climáticos com as características do vaso e do parênquima axial, é imprescindível, em trabalhos futuros, que haja uma abordagem anatômica com maior número de indivíduos, abrangendo os remanescentes das áreas de ocorrência natural da espécie, visando verificar se esta tendência é mantida. Outra diferença encontrada nas amostras analisadas de pau-brasil refere-se à estratificação dos raios. Nas madeiras estratificadas, os elementos celulares do lenho podem estar organizados formando faixas horizontais regulares ou estratos. Segundo Burger & Richter (1991), o efeito visual da estratificação (listrado de estratificação) pode ser normalmente evidenciado macroscopicamente.

Embora a presença de estratificação seja característica importante usada na identificação de madeiras, observou-se, entre as amostras de pau-brasil, variações bastante acentuadas, desde presente a ausente. Tais variações são apontadas pontualmente na literatura 832 Angyalossy, Amano & Alves: Madeiras utilizadas na fabricação de arcos de instrumentos de corda ... (Mainieri 1960; Mainieri et al. 1983; Détienne & Jacquet 1983; Richter 1988), sem que haja indicação da causa desta variação. Novamente, somente estudo amplo, levando-se em consideração a latitude, os fatores climáticos e os edáficos, poderá trazer uma possível resposta para tal variação. Observou-se que o pau-brasil pode variar quanto à grã, de reta (ou linheira) a irregular. De acordo com Burger & Richter (1991), o termo grã refere-se à orientação geral dos elementos verticais constituintes do lenho em relação ao eixo da árvore ou peça de madeira. 

Em decorrência do processo de crescimento, sob as mais diversas influências, há grande variação natural no arranjo e direção dos tecidos axiais, originando vários tipos de grã. A grã reta ou linheira é considerada o padrão normal, onde os tecidos axiais são orientados paralelamente ao eixo principal do tronco ou peça de madeira. Já as grãs irregulares incluem madeiras cujos elementos axiais apresentam variações de inclinação quanto ao eixo longitudinal do tronco ou peças de madeira. Para Richter (1988), uma das características necessárias para se obter um arco de violino de ótima qualidade é a presença de uma grã linheira na madeira empregada para tal. Jane (1962) afirma que irregularidades na grã afetam significativamente a velocidade de propagação das ondas sonoras na madeira, influenciando dessa forma suas propriedades de ressonância.

Conclui-se, neste trabalho, que as diferenças observadas no diâmetro dos vasos, na distribuição e quantidade de parênquima axial, na orientação dos elementos axiais e dos raios, são parâmetros que devem ser considerados quando se busca responder por que a qualidade madeira de pau brasil varia quando se utilizam diferentes amostras.

Madeiras substitutas do pau-brasil – Poucas madeiras podem ser consideradas como alternativas na confecção de arcos de instrumentos de corda. Segundo Richter (1988), a madeira para tal finalidade deve ser analisada sob cinco parâmetros: a) trabalhabilidade, com superfície lisa; b) orientação da madeira no caule (radial ou tangencial); c) textura fina dos elementos celulares axiais e grã linheira (reta); d) tamanho e posição dos defeitos da madeira; e) teste de dureza da madeira (macia ou dura), geralmente realizado pelo

arqueteiro de forma manual.

Levando-se em consideração estes cinco parâmetros segundo Richter (1988), as madeiras a serem classificadas como de alta qualidade (“ouro”) devem ser duras, cortadas no sentido radial do caule, sem defeitos e com grã linheira; as madeiras com qualidade inferior (“prata” e “bronze”) têm exigências menores quanto a estes parâmetros.

Entretanto somente estes parâmetros não são suficientes para eleger uma madeira como substituta do pau-brasil. Deve-se considerar a densidade e as características anatômicas, que revelam, neste trabalho, a existência de diferenças e semelhanças entre a madeira do pau-brasil e a das oito espécies alternativas analisadas.

Todas as madeiras aqui analisadas apresentam densidade próxima ou maior que 1,0 g/cm3 (Détienne & Jacquet 1983; Mainieri et al. 1983; Mainieri & Chimelo 1989; Richter 1988). A densidade da madeira está diretamente relacionada à quantidade de celulose que a constitui, sendo que o valor máximo que uma madeira pode ter corresponde à densidade da celulose, isto é, 1,5 g/cm3. Assim, madeiras como o pau-brasil (Caesalpinia echinata ), pau santo (Zollernia paraensis), pau cobra (Brosimum guianense) e paurainha (Brosimum paraense e B. rubescens), que apresentam fibras muito espessas, chegam a alcançar valores de até 1,30 g/cm3. Fujiwara et al. (1991) e Fujiwara (1992), empregando análises de regressão múltipla e comparando 50 espécies de madeiras japonesas, confirmaram que a espessura da parede das fibras e a percentagem de material presente naparede têm forte influência na densidade da madeira.

Os mesmos autores contataram que a densidade é fortemente relacionada ao volume dos raios e ao material das suas paredes. Por sua vez, Basson (1987) e Rao et al. (1997) relacionaram altas densidades com baixa freqüência de vasos.

Segundo Panshin & De Zeeuw (1980), a densidade é uma propriedade física muito importante da madeira, uma vez que é um parâmetro que pode afetar outras propriedades. Altas densidades estão relacionadas também à redução no tamanho das células que compõem a madeira. Esta redução se expressa na textura fina da madeira, que corresponde a um dos cinco parâmetros desejados na madeira a ser usada para a confecção do arco.

Estudos realizados por E.S. Alves (dados não publicados) mostraram que os cristais de oxalato de cálcio são comuns entre as espécies brasileiras, confirmando a observação deste por Bass (1973) e Zhang et al. (1992), entretanto, os diferentes tipos são considerados caracteres diagnósticos na identificação de espécies lenhosas (IAWA Committee 1989). A presença de cristais prismáticos no parênquima axial e radial foi observada em todas as espécies avaliadas.

As características comuns entre o pau brasil e as outras oito espécies alternativas são: os vasos de pequeno diâmetro, as fibras de paredes espessas a muito espessas, os raios compactados com poucas células de largura, a deposição de óleo-resina no lume das células, principalmente nos vasos e a presença de cristais.

Não são conhecidos os componentes químicos específicos dos extrativos da madeira, sendo comumentemente classificados como óleo-resina na literatura especializada em anatomia da madeira.

Entretanto, para o pau-brasil, sabe-se que nos extrativos, entre outros, são encontradas a brasilina e a protosapanina B, esta última correspondendo a 40% da quantidade total dos extrativos (Matsunaga et al. 1999; 2000a; 2000b).

Importantes experimentos realizados por Matsunaga e colaboradores (Matsunaga et al. 1996; 1999; 2000a; 2000b; Matsunaga & Minato 1998; Minato et al. 1997) revelam que os extrativos (brasilina e protosapanina B), presentes no pau-brasil, afetam as propriedades vibracionais da madeira. Segundo os autores, a madeira de pau-brasil, quando comparada com outras, apresenta o menor valor de decaimento vibracional; um arco com baixo decaimento vibracional absorve menos energia vibracional quando a corda do instrumento é friccionada. Além disso, baixo decaimento vibracional permite ao músico “sentir” a fricção da crina com a corda, facilitando o manuseio do arco. 

Matsunaga et al. (1999; 2000a; 2000b) demonstram que os baixos valores de decaimento vibracional podem ser decorrentes da grande quantidade de brasilina e protosapanina B, uma vez que ao extraí-las ocorreu aumento no decaimento vibracional da madeira de Caesalpinia echinata. Para confirmar a importância dos extrativos nas propriedades vibracionais do pau-brasil, os autores impregnaram a madeira de Picea sitchensis Carr.

Com tais extrativos e constataram redução no decaimento vibracional da mesma. Os autores concluíram que tal fato se deva à formação de ligações entre os componentes da madeira e os extrativos. A brasilina e a protosapanina B apresentam muitos grupos hidroxila que podem formar pontes de hidrogênio com os grupos hidroxila dos componentes da madeira.

Apenas com base na estrutura anatômica não é possível determinar se as madeiras analisadas, incluindo-se entre elas o pau-brasil, fornecerão arcos de maior ou menor qualidade, devendo-se associar as observações dos parâmetros apontados por Richter (1988), além de algumas propriedades físicas, mecânicas e acústicas da madeira. Entretanto, a estrutura anatômica tridimensional da madeira é parte fundamental na compreensão da qualidade final do arco e deve ser investigada com profundidade. Na prática, constatou-se que arcos de boa qualidade apresentam grã linheira e textura fina.

Esta última característica decorre da menor proporção de vasos cujo diâmetro é reduzido, raios homogêneos e fibras com paredes espessas e/ou muito espessas.

Assim, a relação entre a estrutura e a qualidade do arco está diretamente relacionada com as dimensões, a distribuição e a proporção das células do lenho.

Além do entendimento da variação das características anatômicas, apontadas neste trabalho, outros tópicos devem ser analisados, tais como os tipos e a quantidade de extrativos, o teor de lignina e características intrínsecas da parede das células.

E, mais importante ainda, deve-se considerar a sensibilidade, a experiência e a “arte” do arqueteiro, cuja capacidade em aproveitar ao máximo o potencial das madeiras tem papel importante na transformação da madeira bruta em arcos de grande beleza e qualidade.

Referências bibliográficas

Alves, E.S. & Angyalossy, V. 2002. Ecological trends in the wood anatomy of some Brazilian species. 2. Axial parenchyma, rays and fibres. IAWA Journal 23: 391-418.

Aguiar, F.F.A. & Pinho, R.A. 1996. Pau brasil – Caesalpinia echinata Lam. Folheto 18. São Paulo, Instituto de Botânica.

Baas, P. 1973. The anatomy of Ilex (Aquifoliaceae) and its ecological and phylogenetic significance. Blumea 21: 193-258.

Baas, P.; Werker, E. & Fahn, A. 1983. Some ecological trends in vessel characters. IAWA Bulletin 4: 141-159.

Baas, P. & Zhang, X. 1986. Wood anatomy of trees and shrubs from China. I. Oleaceae. IAWA Bulletin7: 195-220.

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Autores: Veronica Angyalossy, Erika Amano e Edenise Segala Alves

Texto retirado de: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0102-33062005000400018&lang=pt