Cordia Goeldiana Research Articles

Contrasting the major characteristics of pinewood and Amazon hardwoods to provide high-quality cement-bonded particleboards

The combined effect of wood chemical composition, anatomical traits, and density on cement curing, matrix-reinforcement interface, and final performance of cement-bonded particleboards (CBPBs) needs deeper investigation. Besides, many uncharacterized Amazon hardwoods challenge softwoods' often-reported superiority for producing CBPBs. Certified Cordia goeldiana, Brosimum parinarioides, Parkia gigantocarpa, and Pinus oocarpa woods were characterized by histology, cell biometry, basic density, and chemical composition. The hydration kinetics of the Portland cement pastes was evaluated by isothermal heat conduction. The CBPBs production parameters were wood:cement ratio of 1:2.75, water:cement ratio of 1:2.5, 4% of CaCl2 additive (based on cement mass), and target density of 1.25 g cm−3. They were submitted to physical and mechanical tests, and the polished surfaces were analyzed by scanning electron microscopy. The cement kinetics showed that wood's higher contents of extractives and hemicelluloses harmed the initial dissolution stage of Portland cement curing but not the essential stages of acceleration and deacceleration. C. goeldiana wood showed the highest compatibility indexes with cement, and all hardwoods surpassed P. oocarpa. Thin-walled fibers, big-diameter fibers, and big-diameter pores favored cement impregnation. Debonding at wood-cement interfaces of CBPBs reinforced with higher-density woods was critical for crack propagation throughout the matrix. Less critical inter-particle cracks occurred in CBPBs reinforced with lower-density woods. The better interface and the highest volume of wood particles of the lowest-density P. gigantocarpa wood provided the CBPBs with the best physical and mechanical performance overcoming the chemical incompatibility relevant only in the initial dissolution stage of cement curing.

Ultrasound to estimate the physical-mechanical properties of tropical wood species grown in an agroforestry system

Abstract The great diversity of tropical wood species makes it difficult to obtain information about their technological properties. The present work employed ultrasound to estimate the physical and mechanical properties of four wood species: African mahogany (Khaya senegalensis), ‘freijó’ (Cordia goeldiana), ‘paricá’ (Schizolobium amazonicum), and teak (Tectona grandis). Nineteen-year-old adult trees were selected and harvested from an agroforestry system (AFS) located in the Brazilian Amazon. From the harvested trees, 1.5 m logs were sawn and test specimens were obtained for physical-mechanical assays. The ultrasound propagation speed (V 0) and the dynamic modulus of elasticity (E d ) were obtained from applying ultrasound longitudinally in wood samples. Values of V 0 decreased from the lightest wood (paricá) to the heaviest (African mahogany), and E d presented the opposite behavior. For the physical properties, the coefficient of determination (R 2) ranged from 12 to 35% and the best linear regression models were fitted for the basic density, having V 0 and E d as independent variables. For the mechanical properties, the values of R 2 varied from 18 to 63% and higher correlations were found between parallel-to-grain compression strength and E d , and rigidity, static bending and Ed. Ultrasound presented the potential to estimate the properties of tropical wood species from the ASF.

Physico-mechanical properties of the wood of freijó, Cordia goeldiana (Boraginacea), produced in a multi-stratified agroforestry system in the southwestern Amazon

ABSTRACT Agroforestry systems (AFSs) integrate, through sustainable practices, agricultural and forest crops for the production of wood and food, providing environmental services, and conserving biodiversity. The freijó (Cordia goeldiana) has potential for cultivation in the Amazon for timber purposes, but data on the characteristics of its wood produced in AFSs are scarce. Our objective was to determine the physical-mechanical properties and suggest technological applications of freijó wood produced in a multi-stratified AFS established in the state of Rondônia, Brazil in 1996. Agricultural and forest species were established in the AFS in double rows with 5.0-m x 2.5-m spacing. Three 19-year-old freijó trees were harvested for chemical, physical (density and dimensional stability), and mechanical (compression, static bending, Janka hardness, and shear strength) characterization of the wood. The wood presented a chemical composition similar to tropical hardwoods, was moderately heavy (582.63 kg m-3), and had high dimensional stability in comparison with other consecrated woods on the market (longitudinal, radial, and tangential retraction = 0.25, 4.27, and 6.83%, respectively). The values determined for parallel (32.32 MPa) and perpendicular compression (8.02 MPa), specific strength (55.32 MPa kg-1 m-3), parallel (2373.33 N) and perpendicular Janka hardness (2326.67 N), strength to static bending (63.5 MPa), and shear (5.94 MPa) were similar to the values observed in other high-density tropical woods grown in either monoculture plantations or natural forests. The wood under study is suitable for manufacture of high-value-added products, such as fine furniture, residential floors, musical instruments and structural pieces.

Manejo de florestas naturais degradadas na Amazônia: estudo de caso sobre critérios de colheita

Este trabalho trata de uma experiência inovadora em relação a critérios para colheita de árvores em floresta natural degradada na Amazônia. A pesquisa foi desenvolvida em 535,6 ha de floresta na Fazenda Shet, em Dom Eliseu - PA, usando a base de dados do censo florestal referente a árvores com DAP ≥ 25 cm. Os critérios para colheita das árvores consideraram, prioritariamente, os seguintes elementos: grau de sanidade, qualidade do fuste (2 e 3), diâmetro máximo a permanecer na floresta (DAP < 100 cm), árvores de menor diâmetro (25 ≥ DAP ≤ 55 cm), espécies com maior densidade de árvores por unidade de área, distribuição diamétrica, segundo o coeficiente de Liocourt, manutenção das espécies intensamente exploradas no passado e com população de árvores ≤ 0,15 arv.ha-1. Foram inventariadas 46.012 árvores, pertencentes a 106 espécies, e planejadas para colheita 23,19% (10.671 árvores), aos 12 anos após a exploração anterior. Baseando-se no planejamento da colheita e seguindo os critérios, a previsão de colheita em relação à população total inventariada teve como resultado: 2,16% árvores pelo critério de sanidade; 15,45% pela forma de fuste; 0,26% pelo diâmetro máximo; 93,93% pelo menor diâmetro; 57,50% pela densidade arbórea; e 5,04% pela manutenção das espécies. A colheita foi realizada em 98,79% das árvores com sanidade comprometida; 22,20% com fuste 2 e 3; 97,39% com diâmetro máximo; 95,02% com menor diâmetro; e 90,30% com maior densidade arbórea. Foram mantidas 98,14% das espécies Astronium lecointei, Cordia goeldiana, Copaifera sp., Hymenaea courbaril, Hymenolobium petraeum, Handroanthus serratifolius e Manilkara elata, intensivamente exploradas no passado, e 98,70% de outras 53 espécies com menor abundância (≤ 0,15 arv.ha-1). O planejamento da exploração seguindo os critérios de colheita propostos possibilitou a extração de árvores em ciclos de 10 a 12 anos, sendo um tempo menor que o previsto pela legislação. A manutenção da diversidade de espécies arbóreas e a conservação da floresta em pé, previstas com esses critérios técnicos, podem ser alternativas para o manejo florestal ecológica e economicamente viável.

English

Changes in the photosynthetically active radiation (PAR) levels to which a certain species are adapted can result in different plant growth responses. Thus, analytical and systematic studies on the mechanisms that plant species use to survive when subjected to changes in PAR are required. To address the lack of literature on this topic for Ananas comosus, this study aimed to evaluate the effects of different PAR levels on the growth of this species. A completely randomised experimental design was used consisting of subdivided plots containing a total of 1176 forest plants, including 1040 Sc (Schizolobium parahyba subsp. amazonicum), 96 Cg (Cordia goeldiana Huber), 40 Sw (Swietenia macrophylla King), and 13.000 An (Ananas comosus var. erectifolius) agricultural plant species. Seven treatments were established based on this combination of species. These treatments were installed using a completely randomised block design with split plots. Each plot measured 18 m x 24 m, and each treatment was replicated four times, resulting in a total of 28 plots and an experimental area of 12.096 m². After establishing the treatments, studies were conducted to evaluate the influence of different radiation levels on An plant growth. In this study, pluviometric precipitation data and mean percentage values (53, 64, 71 and 100%) of PAR (μmol m - ² s -1 ) were recorded. Over the period between 2003 and 2006, the number of leaves, the lengths of the leaves, and the number of An sprouts were measured every six months. The highest number of leaves was recorded in the treatments in which the plants were exposed to 64% PAR. The number of leaves in this treatment was similar to that in the 71% PAR treatment. However, the number of leaves decreased in the plants that were subjected to either the highest (100%) or the lowest (53%) level of PAR. The use of different PAR levels for An plants under cultivation conditions showed that the best growth rates of the leaves and shoots were associated with lower levels of PAR (53% and 64%). However, cultivation under full sunlight favoured a higher number of leaves. The fibre, leaf and mucilage production progressively increased until the third year of the experiment.

Produção de chapas de partículas com resíduos de madeira Cordia goeldiana

O objetivo deste trabalho consistiu no aproveitamento de residuos de madeira tropical de baixa densidade (Cordia goeldiana) para confeccao de chapas de particulas com resinas poliuretanas monocomponente e bicomponente derivadas de oleo de mamona, gerando subsidios como aplicacao nas construcoes rurais e civis, assim como na industria moveleira. As propriedades fisicas e mecânicas investigadas foram: densidade; teor de umidade; modulo de resistencia na flexao estatica e adesao interna, ambas obtidas segundo os procedimentos de calculo propostos pela norma Brasileira NBR 14810:2002. As chapas foram confeccionadas com 15% de resina (uma parte de poliol para uma parte de pre-polimero), 4MPa de pressao de compactacao, temperatura de prensagem de 90oC e tempo de prensagem de 7 minutos. Os valores medios obtidos das propriedades fisicas e mecânicas das chapas foram sistematicamente superiores aos requisitos da norma Brasileira, evidenciando a possibilidade do emprego dos residuos da madeira de Cordia goeldiana na producao de paineis de particulas. Confirmou-se tambem a hipotese da significativa relacao linear entre a densidade das chapas com a adesao interna, o que possibilita a estimativa da adesao interna para paineis de particulas de madeira.

Propriedades físico-mecânicas de painéis LVL produzidos com três espécies amazônicas

Neste trabalho, objetivou-se avaliar o desempenho físico-mecânico de painéis de lâminas paralelas (LVL) produzidos com diferentes composições de espécies tropicais amazônicas e Pinus oocarpa. Foram utilizadas três espécies tropicais: Cordia goeldiana Huber. (Freijó), Parkia gigantocarpa Ducke (Faveira) e Brosimum parinarioides Ducke (Amapá doce). Para comparação, foi utilizada madeira de Pinus oocarpa proveniente de plantio experimental. Três tipos de combinações de lâminas foram avaliados: (i) uma espécie, (ii) combinação das três espécies amazônicas e (iii) combinação de espécies amazônicas com Pinus oocarpa. Avaliou-se também a velocidade de propagação acústica com o stress wave timer para a determinação do módulo de elasticidade dinâmico (MOEd), que foi correlacionado com o módulo de elasticidade estático (MOEe) do painel. Os painéis produzidos com espécies da Amazônia apresentaram menor absorção de água total em relação aos painéis de Pinus oocarpa. Para as propriedades mecânicas, a menor resistência foi verificada para painéis de faveira. Não houve diferença estatística entre os painéis para a resistência ao cisalhamento na linha de cola. O stress wave timer poderia ser utilizado para predição do MOEe a partir do MOEd.

Determination of the transverse Young’s modulus (TYM) of wood by means of an input power technique

Abstract The main goal of this study is to present an alternative non-destructive impact testing which can be used for the determination of the transverse Young’s modulus (TYM) of wood species. The method is based on the steady-state power injection method, which is a non-destructive acoustic impact testing for the in situ determination of dissipation and coupling loss factors of subsystems representing the physical system. The acoustic impact testing can be performed simply using a basic vibration test kit and an impedance tube, which is commonly used on the investigation of material acoustic impedance. The main advantages of this approach for predicting the TYM are twofold: reliability and cost-effectiveness. The test can be made simpler and in an ordinary quiet environment, as an adequate signal-to-noise ratio can be easily achieved. Besides, this technique allows physical insight into the behavior of structural–acoustic systems found in wood buildings. Numerical and analytical work is presented in order to validate the experimental tests. The minimum and maximum TYM values measured were 0.79 GPa and 1.27 GPa for the Imbuia and Ipe species respectively. It is seen that 86% of the observed variation in the dynamic TYM is attributable to the approximate linear relationship between the dynamic and static TYM, a very impressive result. In addition, the measured and calculated natural frequencies of the coupled system are presented. The relationship between them was significant. The species analyzed were as follows [1] : Amburana cearensis (Cerejeira), Cordia goeldiana Huber (Freijo), Ocotea porosa (Imbuia), Swietenia macrophylla (Mogno) and Tabebuia spp. (Ipe).

Efeito da radiação ultravioleta na cor da madeira de freijó (<i>Cordia goeldiana</i> Huber) após receber produtos de acabamentos

A radiação ultravioleta é considerada a mais prejudicial ao uso da madeira afetando suas propriedades, sobretudo a sua cor superficial. A aplicação de produtos de acabamentos, como os vernizes, os stains, as tintas, podem minimizar a atuação dessa radiação. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da radiação ultravioleta, relativo ao envelhecimento artificial acelerado, na coloração da madeira de freijó (Cordia goeldiana Huber) tratadas com polisten e seladora (nitrocelulose), com monitoramento por meio de um espectrocolorimetrico. As amostras da madeira foram submetidas a ciclos de radiação ultravioleta em um reator fotoquímico, em tempos de 84 e 168 horas. Os parâmetros colorimétricos (L*, a*, b* C e h*) foram medidos antes a após os tratamentos. O tratamento com polisten foi o que ofereceu maior proteção às radiações ultravioletas, dando uma maior estabilidade aos parâmetros. O tratamento com seladora foi o que apresentou uma maior alteração da cor após a simulação de envelhecimento no reator fotoquímico.

Estimativa das propriedades de flexão estática de seis espécies de madeiras amazônicas por meio da técnica não-destrutiva de ondas de tensão

A utilização de técnicas não-destrutivas (NDT) pode incrementar o nível de informação tecnológica sobre espécies de madeira conhecidas, bem como daquelas ainda não estudadas. A principal vantagem das técnicas NDT é que são rápidas e várias medidas podem ser feitas, melhorando assim o nível de confiança dos resultados. Nesse contexto, o trabalho objetivou avaliar a viabilidade de utilização da técnica de ondas de tensão na estimativa de propriedades de flexão de seis espécies de madeiras amazônicas. As espécies foram escolhidas com base na sua densidade: Balfourodendron riedelianum, Cedrela fissilis, Cordia goeldiana, Bowdichia virgilioides, Dipteryx odorata and Tabebuia sp. Foram obtidas vinte amostras por espécie nas dimensões segundo ASTM D143-94 para a determinação das propriedades de flexão, totalizando assim 120 amostras. Antes do ensaio destrutivo em flexão estática, as amostras foram avaliadas não-destrutivamente por meio da técnica de ondas de tensão para a determinação do módulo de elasticidade dinâmico e a velocidade de propagação das ondas tensão. De acordo com os resultados, os modelos de regressão foram altamente significativos para a predição das propriedades de flexão do conjunto de espécies. Dessa forma, pode-se concluir que o método é adequado para predizer as propriedades de flexão onde há variação, por exemplo, entre espécies. No entanto, quando a variabilidade é baixa, como dentro da espécie, os modelos apresentaram baixa previsibilidade.

How rare is too rare to harvest?: Management challenges posed by timber species occurring at low densities in the Brazilian Amazon

Tropical forests are characterized by diverse assemblages of plant and animal species compared to temperate forests. Corollary to this general rule is that most tree species, whether valued for timber or not, occur at low densities (<1 adult tree ha −1) or may be locally rare. In the Brazilian Amazon, many of the most highly valued timber species occur at extremely low densities yet are intensively harvested with little regard for impacts on population structures and dynamics. These include big-leaf mahogany ( Swietenia macrophylla), ipê ( Tabebuia serratifolia and Tabebuia impetiginosa), jatobá ( Hymenaea courbaril), and freijó cinza ( Cordia goeldiana). Brazilian forest regulations prohibit harvests of species that meet the legal definition of rare – fewer than three trees per 100 ha – but treat all species populations exceeding this density threshold equally. In this paper we simulate logging impacts on a group of timber species occurring at low densities that are widely distributed across eastern and southern Amazonia, based on field data collected at four research sites since 1997, asking: under current Brazilian forest legislation, what are the prospects for second harvests on 30-year cutting cycles given observed population structures, growth, and mortality rates? Ecologically ‘rare’ species constitute majorities in commercial species assemblages in all but one of the seven large-scale inventories we analyzed from sites spanning the Amazon (range 49–100% of total commercial species). Although densities of only six of 37 study species populations met the Brazilian legal definition of a rare species, timber stocks of five of the six timber species declined substantially at all sites between first and second harvests in simulations based on legally allowable harvest intensities. Reducing species-level harvest intensity by increasing minimum felling diameters or increasing seed tree retention levels improved prospects for second harvests of those populations with a relatively high proportion of submerchantable stems, but did not dramatically improve projections for populations with relatively flat diameter distributions. We argue that restrictions on logging very low-density timber tree populations, such as the current Brazilian standard, provide inadequate minimum protection for vulnerable species. Population declines, even if reduced-impact logging (RIL) is eventually adopted uniformly, can be anticipated for a large pool of high-value timber species unless harvest intensities are adapted to timber species population ecology, and silvicultural treatments are adopted to remedy poor natural stocking in logged stands.

Crescimento e absorção de nutrientes por mudas de freijó (Cordia goeldiana huber) em função de doses de fósforo e de zinco

O objetivo do trabalho foi estudar a influência da relação do fósforo com o zinco sobre o crescimento, teor e conteúdo de nutrientes em plantas de freijó (Cordia goeldiana Huber). Utilizaram-se amostras de um Latossolo Vermelho-Escuro, da camada de 0 - 20 cm de profundidade do campus da Universidade Federal de Lavras, que apresentava 1 mg de P (Mehlich 1) e 0,9 mg de Zn por dm³ de solo. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial 4 x 3, sendo quatro doses de P (0, 150, 300 e 450 mg dm-3) e 3 de Zn (0, 5 e 10 mg dm-3), com quatro repetições. Aos 12 meses após o plantio, foram colhidas as plantas e a matéria seca das folhas, caules e raízes, moídas separadamente, para as determinações químicas. A aplicação do fósforo promoveu aumento no crescimento das mudas e nos teores e conteúdos de P nas diferentes partes da planta de freijó e provocou redução nos teores de zinco nas folhas. Nas raízes, na presença de doses de zinco a interação do fósforo com o zinco reduziu o teor de zinco. As doses de zinco proporcionaram aumentos tanto no teor quanto no conteúdo deste nas folhas e raízes diminuíram os conteúdos de P nas folhas e caules das plantas. O efeito sobre os demais macronutrientes foi variado em função da parte da planta analisada.

Autoecologia das espécies florestais em regime de plantio de enriquecimento em linha na floresta primária da Amazônia Central

A autoecologia das três espécies florestais em linhas de enriquecimento foi avaliada junto com o monitoramento do microclima e fertilidade do solo na floresta primária de terra-firme da Amazônia brasileira. A área situa-se no município de Novo Aripuanã Amazonas - Brasil (5º18'S, 60º04'W.). Nas três diferentes larguras de linhas (3, 5 e 7m) foram monitoradas os parâmetros de radiação com fotografias hemisféricas e sensor RFA. As linhas de 5 e 7m classificam-se como grande abertura de dossel (19,77-20,78%), a de 3m mostrou maior variação na radiação RFA. Quanto à análise química do solo observou-se, uma redução significativa de K e Ca em relação ao aumento das larguras das linhas. Também foram monitorados os crescimentos em altura e diâmetro, índice de ganho foliar e o teor de clorofila nas plântulas das três espécies estidadas: Astronium lecointei Ducke, Cordia goeldiana Huber e Scleronema micranthum Ducke. Todas espécies sofreram devido à alta radiação e ao estresse hídrico. Astronium lecointei apresentou uma maior resistência tanto durante forte seca, como também ao excesso de chuva. Scleronema micranthum apresentou diferenças de crescimento entre linhas, principalmente na estação chuvosa. Beneficiou-se positivamente com a radiação direta nas linhas largas de enriquecimento. As duas apresentaram alta amplitude de nicho entre tolerante à sombra a intermediária. Já C.goeldiana apresentou maior variação em seu crescimento (CV: Cordia goeldiana: 113&gt; Astronium lecointei: 60,6&gt; Scleronema micranthum: 59,7). A largura de linha de 5m na floresta primária de terra-firme foi suficiente para estabelecimento de espécies tolerante à sombra e intermediária.

Aspectos cinéticos da degradação de laminados de madeiras em ambientes aquático e terrestre

Foi estudada a cinética de decomposição de laminados de diversas espécies de madeiras em ambientes aquático e terrestre da Mata Atlântica. Amostras de laminados de cinco espécies de madeiras foram expostas sobre o solo da floresta, enquanto amostras de 12 espécies foram estudadas na lagoa presente na mesma área. Foram usadas bolsas de decomposição,"litter bags", para a avaliação direta da perda mensal de peso. No ambiente aquático verificou-se um período típico inicial com maior perda de peso, devido à lixiviação. A análise de correlação mostrou que a cor da madeira é inversamente relacionada à taxa de decomposição das angiospermas (r = - 0,95), mas a densidade das madeiras não é uma variável preditiva adequada. O processo foi mais rápido no ambiente aquático, como demostram os coeficientes de decomposição K (Olson, 1963) obtidos: Torresea cearensis, 0,63; Cordia goeldiana, 0,61; Myroscarpus sp., 0,46; Cedrela sp. 0,35; Swietenia macrophyla 0,31; Araucaria angustifolia 0,28; Pinus sp., 0,26; Phoebe porosa, 0,22; Machaerium villosum, 0,22; Dalbergia nigra, 0,21; Peltogyne discolor, 0,20; e Ocotea sp., 0,19. No solo os valores obtidos são os seguintes: Torresea cearensis, 0,48; Cordia goeldiana, 0,43; Phoebe porosa, 0,20; Cedrela sp., 0,20; e Pinus 0,16.

Áreas prioritárias na Amazônia para conservação dos recursos genéticos de espécies florestais nativas: fase preliminar

O CENARGEN/EMBRAPA está realizando a prospecção das áreas prioritárias para a conservação in situ dos recursos genéticos de espécies com importância sócio-econômica para cada bioma existente no Brasil, buscando a conservação da variabilidade genética das mesmas. Para a prospecção da floresta tropical úmida amazônica, inicialmente foram feitos levantamentos de herbários nacionais bem como de literatura, para tentar definir os padrões de distribuição geográfica de algumas espécies prioritárias da região. A ocorrência das mesmas foi correlacionada com solos, clima, vegetação e com a existência de unidades de conservação na Amazônia, no intuito de se propor as áreas mais adequadas para a implantação de reservas genéticas (conservação in situ) e de bancos de germoplasma (conservação ex situ à campo). As espécies relatadas no presente trabalho são Aniba rosaeodora Ducke (pau-rosa), Bertholletia excelsa H.B.K. (castanha-do-Pará), Carapa quianensis Aubl. (andiroba), Cedrela fissilis Veil, e C. odorata L. (cedros), Copaifera langsdorffii Desf. e C. multijuga Hayne (copaibas), Cordia goeldiana Huber (freijó), Jacaranda copaia (Aubl.) D. Dom (pará-pará), Simaruba amara Aubl. e Virola sebifera Aubl. e V. surinamensis Warb. (ucuúbas) e Voucapoua americana Aubl. e V. pallidor Ducke (acapús). Trabalhos posteriores com as mesmas incluirão a corroboração à campo dos dados obtidos nos herbários e na literatura, bem como estudos a nível de população dentro das áreas selecionadas.