Embed Size (px)
Citation preview
Stejarul
Maretia si decadenta lemnului.
Poate ca n-a existat produs al “uzinei verzi” mai cautat ca lemnul.Folosit din
cele mai vechi timpuri am putea cita bita vanatorului, foisoarele sau locuintele la-
custe ale omului.
Lemnul a avut mii si mii de intrebuintari: porti de case si cetati, stalpi de
pridvor, ingradituri si parcuri, scari si arme de lupta – de la faimosul turn asirian si
legendarul cal troian, pana la arcuri si buzdugane, poduri si pontoane peste ape,
pavaj pentru strazi (asa-zisele strazi podite), instrumente casnice (lingura, caus,
plosca, butoi), mijloace de transport terestre (car, caruta, diligenta) sau pe apa
(barci, corabii).
Uriasele progrese tehnice ale secolului al XIX-lea au slabit incetul cu incetul
atotputernicia lemnului, punand capat exploatarii lui intensive si salbatice, salvand
bruma de paduri de o disparitie care ar fi pus in mare primejdie insasi existenta
omului. Betonul si fier-betonul au alungat lemnul din vastul sector al constructiilor.
Otelul, aluminiul, sutele de aliaje metalice - mai rezistente si mai durabile - au luat
locul lemnului pe santierele navale ori in industria mijloacelor de transport
(vapoare, trenuri, avioane).
Astazi sectorul de folosire a lemnului s-a ingustat si mai mult prin explozia
industriala a maselor plastice care au inceput sa inlocuiasca metalele in domenii
unde acestea se dovedesc la fel de vulnerabile ca si lemnul in fata agentilor naturali.
Chiar si parchetul, usile si tocurile geamurilor se executa din mase plastice. Cu tot
asaltul aluminiului si maselor plastice, industria de mobile inca nu s-a lipsit de
lemn (scandura, panel, placaj, placi aglomerate). Lemnul de rezonanta mai e inca
intrebuintat la constriurea instrumentelor muzicale, iar fabricile de chibrituri nu se
pot inca dispensa de el.
1
In 1890 s-a aplicat prima metoda industriala de obtinere a matasii artificiale prin
tratarea celulozei obtinuta din lemn ( vascoza). De asemenea vascoza tratata cu
glicerina si trasa in foi poarta numele de celofan, mult folosit ca material decorativ
si de ambalaj. In 1950 s-a obtinut un nou tip de matase, prin dizolvarea celulozei in
acid acetic anhidru (otet), o matase foarte rezistenta, nesifonabila si transparenta
pentru razele ultraviolete, numita matasea acetat. Tot din celuloza de lemn se
prepara si celolana si cotonul celulozic care imita perfect lana si bumbacul. In
ultimele decenii, datorita actiunii de crutare a lemnului, chimistii au intreprins
cercetari si au obtinut pe cale sintetica alti compusi macromoleculari, foarte
apropiati de matasea artificiala preparata din lemn ( nylon, relon, melana).
Lemnul constituie un material foarte important pentru unele ramuri ale
economiei nationale ca: industria chimica (hîrtie şi carton, celuloza), industria
textilă, industria mobilei, construcţii, instrumente muzicale, aparate sportive etc. El
se regaseşte in peste 4000 tipuri de produse finite in economie.
În prezent, masa lemnoasă ce se recoltează este alcatuită in principal din
foioase (stejar, fag) şi răşinoase (brad, molid) şi în mai mică măsură din alte specii
ca: frasin, plop, paltin ş.a.
Spcialiştii au apreciat că la iceputul mileniului trei va apărea o penuire de
lemn de esentă moale, in special in Europa Occidentală, SUA şi Japonia, in timp ce
producţia de lemn de esenţă tare va fi superioară cererii. De asemenea, se mai
estimează că în această perioadă cantitatea de lemn industrializată va fi repartizată
astfel: circa 50% pentru hîrtie, carton şi ambalaje, circa 25% pentru industria
mobilei, circa 20% pentru construcţii şi circa 5% pentru diverse utilizări
(instrumente muzicale, aparate sportive, articole de artizanat, chibrituri ş.a).
Lemnul este una din cele mai importante materii prime naturale, cu multiple şi
extrem de variate utilizări:
2
-de mii de ani, lemnul este folosit drept combustibil, ca material de construcţii şi
la fabricarea mobilei;
-reprezintă materia primă de bază pentru fabricarea unor articole de uz casnic,
jucării, articole de papitărie, articole sportive, decoruri, panouri de expoztii, panouri
publicitare, ambalaje, construcţii de vagoane de căi ferate, de ambarcaţiuni nautice
etc.;
-o serie de ramuri ale industriei chimice se bazează tot pe exploatarea lemnului,
respectiv pe componenţii chimici ai acestuia: taninuri, pigmenţi, gume, răşini şi
uleiuri care au diferite intrebuinţări;
-celuloza din lemn este folosită in mari cantităţi la fabricarea cherestelei şi a
fibrelor celulozice;
-lignina din lemn reprezintă materia primă pentru fabricarea maselor plastice şi un
mediu propice in cultivarea diferiţilor fermenţi;
-lemnul poate fi transformat prin hidrogenare in combustibil lichid (alcool şetilic,
cunoscut sub numele sau alcool de lemn), care este utilizat drept combustibil pentru
automobile in unele ţări, printre care Brazilia.
Caracteristici generale
Stejarul (Quercus robur), este un arbore din zona temperată, înalt, cu ramuri
puternice, noduroase, coroană largă şi bogată. Scoarţa stejarului este de culoare
brun-negricioasă, aspră, adânc brăzdată, adăpostind adesea o micro-faună activă (în
special furnici şi anumite specii de gândaci). Frunzele sunt lobate, cu 4-8 perechi de
lobi. Peţiolul este scurt (4-8 cm). Stejarul înfloreşte în luna mai. Fructul este achenă
(ghindă). Se întâlneşte mai ales la câmpie şi în zonele colinare, foarte rar la deal. În
afară de pădurile curate de stejar, numite stejărete, stejarul se găseşte şi în amestec
cu alte foioase, în aşa-numitele păduri de şleau. Specie de climat variat ; cerinte
3
ridicate fata de caldura in timpul verii ; rezistent la gerurile de iarna -cele excesive
ii provoaca gelivuri (crapaturi in lemn).Pretentios fata de lumina. Prefera soluri
profunde, afanate , reavane pana la umede, fertile. Suporta multumitor solurile
compacte, argiloase, cu podzolire accentuata de hidrogeneza, pe terase si platforme.
Creste nesatisfacator pe soluri sarace si acide. Raspindit in Europa. Radacina
pivotanta, profunda. Tulpina dreapta,bine elagata, inalta pina la 50m, diametrul 1-
2m. Scoarta cu ritidom brun-negricios, tare, adanc brazdat longitudinal si
transversal, pana la 10 cm adancime. Lemn cu durament brun-rosiatic, alburn
galbui-rosiatic, raze medulare mari, bine vizibile, inele anuale vizibile.Coroana
profunda si larga, cu ramuri viguroase, noduroase, intinse orizontal. Lujerii
vigurosi, muchiati, glabri, bruni-maslinii. Muguri ovoizi, bruni-lucitori. Frunze
lobate pana la penatfidate, cu 4-8 perechi lobi obtuzi sau rotunjiti, inegali separati
prin sinusuri neregulate, glabre, pieloase, la maturitate. Flori unisexuate-monoice,
cele femele lung-penduculate, dispuse cate 3-6 in ciorchine. Inflorire IV-
V .Polenizare anemofila. Fructe, achene (ghinda ) ovoidale, alungite pana la
cilindrice ( 2-4 cm ) brune-galbui, in stare proaspata cu dungi longitudinale verzui
solzi mici, ovati-triunghiulari, stransi alipiti, concrescuti, liberi numai la varf.
Capacitate germinativa, 70-80%. Fructifica o data la 6-10 ani. Prima fructificare, la
70 de ani, cand se afla in masiv si la 40-50 de ani, cand creste izolat. Poseda mare
capacitate de regenerare vegetativa prin lastarire. Creste activ pana la 150-200 de
ani, cu maximum intre 50-70 de ani. Longevitate 500-600 de ani, exceptional, 2000
de ani.
Compozitie:
4
In practica, chimic, scoarta contine acid cavercitanic (9-15%), acid elagic, acid
galic, acid nictanic, acid roburic, cvercina, floroglucina, substante pectice, rezine,
zaharuri, substante minerale. Lemnul contine pentozane, galactan, lignina,
substante tanante, mici cantitati de ceruri si grasimi, substante minerale (K, P, Ca,
Mg, Fe, Si).
Industrie :
Lemn tare, elastic, rezistent, durabil in aer si apa. Utilizat in constructii civile,
hidraulice si de masini, pentru grinzi, stalpi, piloti, traverse de cai ferate, lambriuri,
parchete, doage, confectionarea mobilei de inalta calitate (lemn masiv si furnire ),
in tamplarie, strungarie, lemn de foc. Scoarta , galele de pe frunze si coltanii
fructelor tinere sunt folosite in tabacarie ( contin mult tanin 17-40%). Fructele pot
fi folosite in fabricile de spirt. Termenul stejar este probabil de origine tracică. În
trecut lingviştii români i-au atribuit, eronat, origine maghiară sau bulgărească, însă
Dimitrie Cantemir îl menţionează în Descrierea Moldovei ca fiind un cuvânt
inexistent în maghiară sau bulgară
Răspândire:
Este răspândit în Europa, Asia Mică şi alte câteva zone asiatice, Africa de Nord. În
trecut era mult mai răspândit, de multe ori în amestecuri cu fagul şi alte foioase.
Structura microscopica
5
6
A – secţiune transversală
B – secţiune radială
C – secţiune transversală
1 – inima (măduva)
2 – cambiul
3 – raze medulare
4 – inele annuale
5 – liber
6 – scoarţa
În ultimele decenii cunoaşterea structurii şi ultrastructurii lemnului a
reprezentat o preocupare constanta a specialiştilor din domeniul botanicii. Aceste
preocupări sunt justificate de multiplele aplicaţii pe care le are studiul histo-
anatomic şi ultrastructural al lemnului atât din punct de vedere teoretic cât şi
practic. Numărul , marimea şi distribuţia vaselor, abundenţa libriformului, grosimea
pereţilor diferitelor elemente ce compun lemnul şi gradul lor de lignificare sunt
caracteristici importante în aprecierea calităţii lemnului folosit în industrie. În
acelaşi timp, condiţiile pedo-climatice în care cresc speciile de interes industrial
influenţează structura lemnului şi imlpicit calităţile sale. Evans (1998) evidenţiază
variaţiile de structură ale lemnului funcţie de condiţiile de mediu şi de tratamentele
silvice aplicate.
Heady (1997), într-un studiu SEM (la microscopul electronic cu baleiaj)
asupra unor specii lemnoase australiene (Callitris Vent.) pune accent pe importanţa
cunoaşterii trasaturilor calitative ale lemnului (structura şi ultrastructura –
îngroşarea pereţilor, distribuţia punctuaţiilor, numărul şi mărimea celulelor din
componenţe razelor medulare etc), realizarea unor măsurători şi interpretarea
statistică a datelor. Aceste informaţii sunt utile pentru analiza comparată a speciilor
dintr-un gen, au numeroase implicaţii taxonomice atunci când este vorba de
delimitarea unor specii sau subspecii (lemnul , având suficiente trasături constante,
poate deveni un criteriu de diferenţiere). Noshiro şi Bass (2000) evidenţiaza
importanţa taxonomică a structurii lemnului la specii de Cornaceae asiatice, în
7
corelaţie cu altitudinea la care cresc diferite specii ale familiei. Ei constată că
diametrul vaselor de lemn scade direct proporţional cu altitudinea. Aceleaşi
tendinţe au fost constatate şi la alte genuri: Ilex (Baas, 1973), Symplocos (van den
Oever, Baas şi Zandee, 1981). Importanţa observaţiilor asupra dezvoltării
ontogenetice a lemnului în clarificarea poziţiei sistematice la specii nepaleze de
Rhododendron a fost subliniată de Noshiro şi Suzuki (2001). Constatări
asemănătoare fac Jansen şi colab (2000), referindu-se la importanţa structurii
lemnului (cu referirela punctuaţii şi îngroşările helicoidale ale vaselor) pentru
relaţiile sistematice în cadrul familiei Elaeagnaceae.
Speciile lemnose din familia Fagaceae au constituit şi ele obiectul studiului
pentru numeroşi cercetători, accentul căzând pe structura lemnului de la fag,
analizându-se morfologia traheidelor (Jayme şi Azzola, 1964), ontogeneza
lemnului din rădăcină şi tulpină (Lebedenko, 1961), interpretarea statistică a
structurii lemnului (Bosshard şi Bariska, 1967).
Date referitoare la structura lemnului de la specii ale genului Quercus pot fi
găsite în lucrări ce privesc anatomia lemnului la unele specii de foioase (Jacquiot
şi colab., 1973), structura razelor medulare de la dicotiledonate (Nicoloff, 1911),
anatomia comparată a unor specii de cvercinee (Bombacioni – Mezzetti, 1934).
Deoarece la noi în ţară această problematică a fost mai puţin abordată,
speciile la care am găsit referiri în literatura de specialitate fiind in majoritatea lor
exotice, considerăm necesară realizarea unui studiu asupra unor specii lemnoase
autohtone, care să vizeze stabilirea unor caractere structurale stabile ale lemnului,
după care acesta să poată fi identificat şi, în acelaşi timp, pentru depistarea acelor
caracteristici supuse variabilităţii, sub acţiunea diferiţilor factori de mediu, a
poluanţilor etc.
8
Istoricul cercetărilor
Studiile referitoare la structura lemnului sunt numeroase, atât la noi în ţară
cât şi în străinătate. Abundenţa lor este încă un argument al importanţei pe care o
prezintă cunoaşterea anatomiei şi ultrastructurii lemnului.
La noi în ţară Ghelmeziu şi Suciu în 1959 publică o amplă lucrare
referitoare la structura lemnului la diferite specii forestiere din pădurile noastre.
Speciile de Quercus sunt descrise în cadrul unei chei de determinare macroscopică
a lemnului, subliniindu-se şi unele caractere microscopice ale structurii acestuia.
Studii de xilotomie referitoare la unele specii de plante utile (alimentare sau
ormnamentale) au fost făcute de Toma şi Niţă (1989), ce studiază structura
lemnului la unele ecotipuri de Prunus spinosa, Ivănescu şi colab., (2001) ce
propune utilizare unor caractere anatomice pentru identificarea lemnului la unele
specii de arbori ornamentali din Grădina Botanică din Iaşi.
În 1964 este publicată în Editura Academiei Române de către Simionescu şi
colab. o lucrare privind chimia lemnului, în care sunt evidenţiate diferenţele în
ceea ce priveşte compoziţia chimică la diferite specii de plante lemnoase.
Numeroase lucrări au ca obiect de studiu structura lemnului la specii din
familia Salicaceae; sunt urmărite diverse aspecte privind dimensiunea fibrelor
lemnoase de la plop şi corelaţii cu proprietăţile fizice ale acestuia (Griffioen,
1968), importanţa structurii lemnului în sistematica salicaceelor (Gyzrian, 1952),
variaţiile de structură ale lemnului la diferite specii de plop ce cresc în Ungaria
(Sarkany şi colab, 1957).
Speciile lemnose din familia Fagaceae au constituit şi ele obiectul studiului
pentru numeroşi cercetători, accentul căzând pe structura lemnului de la fag,
analizându-se morfologia traheidelor (Jayme şi Azzola, 1964), ontogeneza
9
lemnului din rădăcină şi tulpină (Lebedenko, 1961), interpretarea statistică a
structurii lemnului (Bosshard şi Bariska, 1967).
Date referitoare la structura lemnului de la specii ale genului Quercus pot fi
găsite în lucrări ce privesc anatomia lemnului la unele specii de foioase (Jacquiot
şi colab., 1973), structura razelor medulare de la dicotiledonate (Nicoloff, 1911),
anatomia comparată a unor specii de cvercinee (Bombacioni – Mezzetti, 1934).
O altă categorie de lucrări urmăresc influienţa unor factori de mediu asupra
structurii lemnului. Nobel (1988, 1996) şi Penfound (1931) au subliniat
producerea de vase mai largi şi mai numeroase la Helianthus annuus şi Polygonum
hydropiper în cazul administrării unor cantităţi crescute de apă. Doley şi Leyton
(1970) au constatat că umiditatea din sol afectează vasele de lemn la Fraxinus
excelsior.
Efectele condiţiilor de mediu asupra structurii lemnului la cactuşi au fost
urmarite de Arnold şi Mauseth (2000). Ei au testat influenţa cantităţii de lumină, a
apei şi nutrienţilor minerali asupra dezvoltării lemnului. S-a constatat scăderea
diametrului şi lungimii vaselor de lemn în cazul administrării unor cantităţi scăzute
de azot şi fosfor şi efecte inverse (de creştere a diametrului şi lungimii vaselor) în
cazul unei umidităţi crescute.
Material şi metodă de lucru pentru investigaţiile histo-anatomice
O parte din materialul colectat a fost prelucrat în stare proaspătă, o parte va fi
conservat în vederea cercetărilor ulterioare.
Secţiunile (transversale, longitudinale şi radiare) prin lemn au fost realizate
manual sau cu ajutorul criotomului; secţiunile au fost colorate diferit (verde iod şi
10
roşu carmin, safranină şi fast green), montate în glicero-gelatină sau balsam de
Canada (după caz) în vederea obţinerii de preparate permanente.
După preparatele astfel obţinute s-au efectuat desene şi fotografii ce vor fi
interpretate pentru evidenţierea trăsăturilor histo-anatomice constante (ce pot
constitui un criteriu de diagnoză) şi pentru a surprinde eventualele variaţii induse
de condiţiile de mediu.
Material şi metode de lucru
pentru investigaţiile ultrastructurale (SEM)
Probele, constând în fragmente de lemn de la speciile: Quercus robur, Q.
pedunculiflora, Q. ceris şi Q. pubescens au fost prelevate din diferite staţiuni şi
anume:
- Quercus robur: Poieni, Schitu Duca şi Grădina Botanică din Iaşi;
- Quercus pedunculiflora : Tătărani şi Grădina Botanică din Iaşi;
- Quercus ceris şi Q. pubescens din Grădina Botanică din Iaşi.
O parte din material a fost conservat în vederea prelucrării histo-anatomice în
alcool 700, iar din fiecare probă s-au pregătit eşantioane pentru observaţiile la
microscopul electronic cu baleiaj. Acestea constau în fragmente de lemn cu
diametrul de maxim 1 cm, la care faţa ce urmează a fi analizată a fost în prealabil
fasonată la criomicrotom. Au fost pregătite probe secţionate transversal şi
longitudinal pentru fiecare specie şi localitate în parte. Probele au fost dublu
11
metalizate în vid şi apoi grafitate, fiind observate la microscopul electronic cu
baleiaj (Tesla). După cele mai relevante aspecte au fost efectuate fotografii.
Pentru a realiza măsurători în ceea ce priveşte dimensiunile vaselor de lemn
timpuriu şi de lemn târziu, precum şi numărul acestora pe unitatea de suprafaţă, pe
aceleaşi s-au efectuat secţiuni la criomicrotom. Pentru fiecare probă s-au analizat
10 câmpuri microscopice (cu suprafaţa de 90 mm2 – la obiectivul 10) pe care s-au
măsurat diametrele vaselor de lemn târziu şi lemn timpuriu (la minim 150 şi maxim
250 de vase), înregistrându-se şi numărul acestora. Datele obţinute au fost
prelucrate statistic, calculându-se pentru fiecare măsurătoare media, derivaţia
standard şi eroarea standard.
Cercetări
Cea mai ampla si, poate, cea mai importanta etapa a eco-proiectului o reprezinta
cercetarea temeinica, aprofundata, pe care echipa a intreprins-o. Documnetarea
precum si consultarea unei vaste colectii de standarde britanice si standarde ISO
din domeniul lemnului si al materialelor compozite pe baza de lemn au contribuit
esential la inceperea proiectarii metodelor si mijloacelor de testare a
caracteristicilor noului material obtinut din crengi taiate. Echipa de cercetare a
elaborat o documentare minutioasa despre utilizarea lemnului din crengi
apartinand anumitor specii lemnoase cu valente estetice sau simbolice speciale
din diferite momente stilistice ale mobilierului european.
Identificarea resurselor locale de materie prima a fost urmata de determinarea
limitelor inferioare in selectia dimensionala si calitativa a acesteia precum si de
determinarea umiditatii si a PSF.
Ca prima aplicatie a documentarii au fost proiectate si realizate standurile de
12
laborator, avand mai multe destinatii: realizarea epruvetelor pe baza multiplicarii
modulelor din crengi, monitorizarea fortei de strangere in cazul realizarii atat a
modulelor cat si a panourilor, monitorizarea unor parametri ai regimului de
incleiere etc. Proiectarea epruvetelor a fost urmata de modelarea si simularea
comportamentului in functie de parametrii de baza ai materiei prime, tinand
seama de standardele ISO care au fost adaptate noilor tipuri de testari.
Diversitatea datelor obtinute a condus la crearea unei taxonomii in domeniul
crengilor mult mai detaliata decat cea folosita de silvicultori. Totodata, a devenit
necesara elaborarea si definitivarea terminologiei referitoare la materia prima
utilizata si la tipurile de epruvete configurate.
Echipa de cercetatori a efectuat studiile privitoare la caracteristicile de rezistenta
a lemnului din crengi comparativ cu lemnul din trunchi, pentru speciile Quercus,
Acer platanoides si Pinus sylvestris, cu scopul de a dobandi o viziune corecta
asupra posibilitatilor de integrare a eco-structurilor in mobilier.
13
Caracteristici ale structurii microscopice a lemnului din crengi, in comparative
cu lemnul provenit din tulpina.
Studiul compozitiei chimice a lemnului din crengi comparativ cu lemnul din
trunchi a determinat valorile regimurilor de incleiere, stabilirea tipurilor de
adezivi si determinarea rezistentei incleierilor. Caracteristicile macroscopice si
microscopice ale lemnului din crengi obtinute in urma cercetarilor din laborator
au condus la mai buna cunoastere si previziune a comportarii unor specii precum
Quercus, Pinus sylvestris, Acer platanoides.
Colaborarea cu Centrul de cercetari in domeniul forestier Forest Products
Research Centre din High Wycombe, Marea Britanie, si formarea unui tanar
14
cercetator din echipa noastra specializat in utilizarea echipamentelor performante
si a unor softuri specializate de prelucrare a datelor au adus mari beneficii
proiectului. Colaborarea a fost orientata spre cercetarea aspectelor microscopiei
crengilor, precum si spre testarea rezistentei la incovoiere, compresiune si
tractiune a lemnului din crengi. Rezultatele obtinute sunt favorabile, in ciuda
lemnului de reactie, omniprezent in crengi.
Totodata, au fost proiectate si testate diferite regimuri de uscare pentru crengi de
diferite diametre, cu sau fara coaja, debitate in prisme sau neprelucrate, si in
diferite regimuri de slefuire.
Am realizat modelarea si simularea structurilor de panouri, si a urmat realizarea
acestor structuri, conform unei tehnologii in curs de optimizare, din crengi de
Quercus, Pinus sylvestris si Thuya plicata.
Urmeaza determinarea caracteristicilor fizico-mecanice a structurilor astfel
obtinute si definitivarea parcursului eco-tehnologic de realizare a componentelor
de mobilier.
Valentele estetice ale noilor panouri sunt incontestabile si au atras aprecierea
colegilor din tara si din strainatate. De altfel, cu ajutorul doctoranzilor si a
15
masteranzilor din echipa de cercetare, am realizat deja o serie de etape din eco-
conceptia de produs a unor piese de mic mobilier prezentate in cartea Thinking
with Your Hands / Designing with Your Hands, in care frumusetea fibrei in
sectiunea transversala a crengilor este bine pusa in evidenta.
Rezultate obţinute
Faza I - Dezvoltarea în ontogeneză a lemnului la speciile de Quercus
analizate
Pentru această fază, în care urmărim dezvoltarea în ontogeneză a ţesuturilor
conducătoare în general şi a lemnului în special, am analizat specia Quercus robur,
urmând ca la faza următoare să analizăm comparativ şi structura celorlalte specii
luate în studiu, conform obiectivelor propuse. Am efectuat secţiuni prin tulpină la
patru niveluri, spre a putea urmări trecerea de la structura primară la cea secundară,
ca rezultat al activităţii celor două meristeme laterale: cambiul şi felogenul.
Importanţa observaţiilor asupra dezvoltării ontogenetice a lemnului în
clarificarea poziţiei sistematice la specii nepaleze de Rhododendron a fost
subliniată de Noshiro şi Suzuki (2001). Constatări asemănătoare fac Jansen şi
colab (2000), referindu-se la importanţa structurii lemnului (cu referire la punctuaţii
şi îngroşările helicoidale ale vaselor) pentru relaţiile sistematice în cadrul familiei
Elaeagnaceae.
De asemenea, astfel de studii sunt necesare pentru importanţa lor în ecologia
unei specii. Anatomia ecologică capătă noi valenţe în contextul actual, când din ce
în ce mai multe biotopuri sunt afectate de poluare, de modificările de climat, când
tot mai multe specii sunt pe cale de dispariţie sau îşi restrâng vizibil arealul. Funcţie
de plasticitatea unei specii, aceasta se poate adapta noilor condiţii sau poate sa
16
dispară din habitatul ce şi-a schimbat condiţiile de mediu. Astfel, salinitatea
crescută a solului influenţează structura lemnului: pe un sol cu o cantitate mare de
săruri, lemnul arborilor va avea vase mai numeroase, dar mai strâmte (Shahid,
1996). Reacţia acestuia este asemănătoare cu cea obţinută în caz de umiditate
scăzută: datorita concentraţiei crescute în săruri apa se absoarbe mai greu şi
arborele produce mai multe vase pentru a asigura transportul sevei brute spre
frunze; este un alt exemplu de „secetă fiziologică”. Unele specii manifestă un
răspuns mai pregnant la modificările condiţiilor de mediu, altele prezintă modificări
structurale nesemnificateve. Deci răspunsul nu este generalizat, el depinzând în
mare parte de trăsăturile genetice ale fiecărei specii.
Deoarece la noi în ţară această problematică a fost mai puţin abordată,
speciile la care am găsit referiri în literatura de specialitate fiind in majoritatea lor
exotice, considerăm necesară realizarea unui studiu asupra unor specii lemnoase
autohtone, care să vizeze stabilirea unor caractere structurale stabile ale lemnului,
după care acesta să poată fi identificat şi, în acelaşi timp, pentru depistarea acelor
caracteristici supuse variabilităţii.
La nivelul internodului terminal, conturul secţiunii transversale prin tulpină
este circular, iar structura este tipic primară. Scoarţa este relativ groasă,
parenchimatică, de tip meatic, cu celule asimilatoare în straturile sale externe.
Cilindrul central are ţesuturi conducătoare grupate în fascicule libero-
lemnoase de tip colateral deschis, câte unul sau două în dreptul fiecărei coaste,
separate de raze medulare relativ înguste. Liberul este format din tuburi ciuruite şi
celule anexe, iar lemnul, din vase dispuse în şiruri radiare separate de celule de
parenchim lemnos celulozic; acestea sunt mai numeroase la nivelul protoxilemului.
Măduva este parenchimatic - celulozică, de tip meatic, cu celule mai mari decât
cele ale parenchimului cortical; pe alocuri, unele se dezorganizează, rezultând
17
cavităţi aerifere de mărime diferită şi de contur neregulat.
Mersul fasciculelor conducătoare în corpul plantelor superioare a făcut
obiectul studiului pentru numeroşi cercetători. O’Neill (1961), studiind dispoziţia
ţesuturilor vasculare în tulpina de lupin, precizează că discontinuitatea dintre
lemnul primar apărută la punctele de inserţie foliară se datoreşte faptului că
interconectarea dintre fasciculele caulinare şi cele foliare se realizează prin
intermediul procambiului şi a floemului primar. În cazul analizat de noi, fasciculul
conducător din urma foliară are structură primară atâta timp cât se află în tulpină; o
dată cu pătrunderea sa în baza frunzei el este reprezentat de un cordon de
procambiu, urmând ca la un nivel superior să se poată observa dezvoltarea sa
acropetală în frunză. Uneori această conexiune dintre lemnul din frunză şi cel din
tulpină se realizează spre baza tulpinii (Esau, 1954).
La un nivel superior, între epidermă şi scoarţa colenchimatizată se formează
o zona subţire de suber (2-3 straturi), inegală ca grosime pe circumferinţa
organului.
Ţesuturile conducătoare formează mai multe fascicule conducătoare de tip
colateral deschis şi de mărime diferită, separate de raze medulare pluriseriate,
parenchimatic-celulozice. Cele mai multe fascicule conducătoare prezintă la
periferia liberului câte un cordon de fibre sclerenchimatice, cu pereţii îngroşaţi, dar
slab lignificaţi; astfel de fibre pătrund şi în grosimea liberului.
Foarte puţine fascicule păstrează structura primară (cele care vor intra în
frunze), având vase de lemn dispuse în şiruri radiare separate de parenchim
celulozic. Structura secundară este vizibilă mai ales la nivelul lemnului şi se
caracterizează prin prezenţa elementelor de libriform printre vase. Liberul primar
este vizibil colenchimatizat, ca şi parenchimul perimedular de la faţa internă a
lemnului primar.
18
Toate fasciculele au structură secundară, cu lemn foarte bine dezvoltat, în
care predomină libriformul; vasele sunt puţine, dispuse în grupe de câte 2-4.
Lemnul secundar, împreună cu razele medulare puternic sclerificate şi lignificate,
formează un inel continuu, gros. În dreptul fasciculelor conducătoare mari se
observă încă lemn primar, format din vase dispuse în şiruri radiare, cu pereţii
vizibil îngroşaţi, dar nelignificaţi, iar zona axială prezintă celule cu pereţii foarte
subţiri şi cu meaturi între ele.
La un nivel inferior se observă prezenţa ambelor meristeme laterale: cambiul
şi felogenul. Acesta din urmă s-a diferenţiat pe seama unor straturi corti-cale
hipodermice; din activitatea sa au rezultat 2-3 straturi de suber spre exterior şi 3-4
straturi de feloderm spre interior. În mare parte, spre exteriorul suberului persistă
resturi din scoarţa primară, acoperite de epidermă.
Cambiul dă naştere unui inel subţire de liber secundar spre exterior şi unuia
mult mai gros de lemn secundar spre interior. Liberul este format din tuburi
ciuruite, celule anexe şi numeroase celule de parenchim liberian, alungite tangenţial
şi dispuse în şiruri radiare, cu pereţii moderat îngroşaţi. Mai ales în regiunile
externe, liberul secundar este vizibil colenchimatizat.
La o ramură de 5 ani lemnul secundar este format dintr-o mare cantitate de
libriform (celule cu pereţii îngroşaţi şi lignificaţi), în care sunt dispuse în şiruri
discontinue vase cu pereţii îngroşaţi şi puternic lignificaţi. În grosimea inelului de
lemn secundar se observă numeroase raze medulare uniseriate, formate din celule
vizibil alungite radiar, cu peretele uşor îngroşat şi moderat lignificat. Spre măduvă
se află opt fascicule de lemn primar, formate din vase dispuse în şiruri radiare,
separate de celule de parenchim lemnos celulozic. În vecinătatea vaselor de lemn
primar, elementele libriformului au partea internă a peretelui celular gelificată şi
chiar detaşată sub formă de inel complet sau incomplet.
19
Felogenul s-a diferenţiat mai întâi pe seama unui strat cortical intern şi a
produs spre exterior 1-2 straturi de suber, iar spre interior 2-3 straturi de feloderm;
ulterior s-a diferenţiat pe seama unor straturi mai profunde şi a produs doar un strat
de suber spre exterior şi 7 -8 straturi de feloderm spre interior; celulele felo-
dermice au peretele uniform îngroşat şi colenchimatizat.
Analiza structurii lemnului de la Quercus robur
Lemnul primar se mai poate observa, la lăstarul de un an doar la baza
mugurilor. Trecerea la structura secundară se face foarte rapid. Este alcătuit din
vase cu pereţii îngroşaţi şi intens lignificaţi, de diametre asemănătoare (9 – 16 μm)
(fără să se observe mari diferenţe între protoxilem şi metaxilem), separate de
parenchim celulozic cu numeroase granule de amidon. Numărul relativ mic şi
diametrele reduse ale vaselor din lemnul primar explică trecerea rapidă la structura
secundară, elementele conducătoare.
Lemnul secundar este format în primul an din vase puţine, cu diametru
relativ mic (16 – 23 μm), dispuse în şiruri paralele. Libriformul, format din celule
cu pereţii moderat îngroşaţi, este în cantitate foarte mare. Parenchimul lemnos este
format din celule cu pereţii sclerificaţi. La sfârşitul primului an se formează
numeroase fibre lemnoase cu pereţii puternic îngroşaţi, la periferia inelului. În
această etapă mai iau naştere vase.
În lemnul secundar din al doilea an se observă diferenţe calre între lemnul
timpuriu (de primăvară) şi cel târziu (de toamnă). Lemnul de primăvară conţine
vase largi (43 – 75 μm), cu pereţi subţiri, separate de fibre lemnoase cu pereţii
moderat îngroşaţi şi lignificaţi.
Lemnul de toamnă este format din vase puţine, mult mai înguste şi zone de
fibre lemnoase cu pereţii foarte puternic îngroşaţi ce alternează cu zone de
20
parenchim lemnos format din celule cu pereţii moderat îngroşaţi. Elementele
razelor medulare sunt sclerificate.
La ramurile de ordin I structura este asemănătoare. Majoritatea vaselor se
află în lemnul secundar. Pereţii vaselor de lemn şi ai fibrelor lemnoase sunt slab
lignificaţi.
Analiza structurii lemnului de la Quercus pubescens
Şi în acest caz, trecerea la structura secundară se face de timpuriu.
Lemnul secundar este format din vase cu diametru relativ mic (23 – 34 μm)
cu pereţii moderat îngroşaţi, separate de fibre lemnoase cu pereţi subţiri. Aceste
zone alternează cu arii în care predomină fibrele lemnoase cu pereţi puternic
îngroşaţi (şi cu lumen punctiform). Celulele de parenchim lemnos sunt rare.
În primul an se formează puţine vase de diametru mic, izolate, dispuse în
benzi separate de libriform. Razele medulare sunt uniseriate, dese şi se găsesc atât
în zonele cu vase cât şi în benzile de libriform. Parenchimul lemnos are dispoziţie
circumvasculară sau străbate benzile de libriform de la o rază medulară la alta.
În al doilea an lemnul timpuriu apare format din vase largi, mai numeroase
decât în aceeaşi zonă la Quercus robur, dispuse dezordonat, izolate, separate de
libriform (fibre cu pereţii relativ subţiri), raze medulare şi parenchim lemnos.
Lemnul târziu este format din vase puţine, mai strâmte şi libriform alcătuit
din celule cu pereţii foarte groşi.
Analiza structurii lemnului de la Quercus ceris
Lemnul primar este format din vase puţine, dar largi, separate de parenchim
lemnos celulozic. Între protoxilem şi metaxilem există diferenţe vizibile.
Lemnul secundar din primul an este format din vase numeroase, relativ largi
(19 – 27 μm), dispuse uniform în inel. Libriformul este format din celule cu pereţii
îngroşaţi, razele medulare sunt biseriate, formate din elemente sclerificate,
21
parenchimul lemnos este în cantitate mică, dispus lângă vase. Din loc în loc se
observă fibre izolate cu pereţii foarte puternic îngroşaţi.
În anii următori, diferenţele dintre inele sunt puţin vizibile, doar câteva vase
din lemnul de toamnă au dimensiuni mai mici.
Analiza structurii lemnului de la Quercus pedunculiflora
Lemnul primar se poate observa la baza mugurilor şi este format din puţine
vase strâmte, dispuse în şiruri radiare, separate de parenchim lemnos.
Trecerea la structura secundară se face foarte rapid. În primul an vasele de
lemn sunt largi, dispuse în şiruri paralele. Spre sfârşitul primului an se formează
numai elemente de libriform.
În al doilea an vasele din lemnul timpuriu sunt largi (44 – 59 μm), fibrele
lemnoase au pereţii foarte groşi, razele medulare sunt uniseriate. În lemnul de
toamnă vasele sunt foarte rare. În anii următori vasele din lemnul timpuriu sunt mai
largi şi mai puţine. Razele medulare rămân uniseriate.
Analiza structurii lemnului de la Quercus petraea
În secţiune transversală lemnul este de tip inelo-poros. Limita dintre inelele
anuale este marcată de o diferenţă mare de diametru a vaselor de lemn şi de o zonă
subţire (1 – 5) straturi de celule aplatizate în sens radiar la periferia lemnului târziu.
Vasele din lemnul timpuriu sunt foarte largi şi puţine la număr pe unitatea de
suprafaţă, solitare, circulare sau ovale, cu diametrul mai mare de 100 μm. Vasele
din lemnul târziu sunt mai strâmte şi mai numeroase pe unitatea de suprafaţă, cu
pereţii îngroşaţi, dar slab lignificaţi.
22
Razele medulare sunt de două tipuri: unele largi, pluriseriate, rare şi altele
înguste, uniseriate, foarte dese, vizibil sinuoase în zona lemnului timpuriu (datorită
dimensiunilor mari ale vaselor), formate din celule mai puţin alungita radiar.
Tilele sunt prezente mai cu seamă în vasele lemnului timpuriu. Vasele au
punctuaţii areolate mari, îngroşările spiralate lipsesc, iar perforaţia este simplă.
Caracteristică pentru gorun este prezenţa traheidelor numeroase, scurte, cu un rând
de punctuaţii areolate mari, care înconjoară vasele din lemnul timpuriu.
Masa fundamentală a lemnului constă din fibre, cu pereţii relativ subţiri în
regiunile cu vase de lemn timpuriu şi cu pereţii foarte groşi în zona cu vase de lemn
târziu. Din loc în loc sunt vizibile celule de parenchim cu pereţii moderat îngroşaţi.
Faza II - Analiza structurala si ultrastructurala a lemnului la unele
specii ale genului Quercus.Datele obţinute în urma prelucrării statistice a
măsurătorilor referitoare la dimensiunile vaselor de lemn timpuriu şi de lemn
târziu sunt prezentate în tabelul 1 şi graficele 1 şi 2:
Specia/locul
recoltării
Dimensiuni
vase de lemn
timpuriu
(micrometri)
Dimensiuni
vase de lemn
târziu
(micrometri)
Număr vase
de lemn
timpuriu /90
mm2
Număr vase
de lemn
târziu/90 mm2
Q. robur
(Poieni)
768, 74 ±
76,5
175,5 ± 6,1 28,83 ± 11,02 51 ± 15,9
Q. robur
(Schitu Duca)
885 ± 52,6 246,5 ± 34,2 21,3 ± 7,3 29 ± 11,8
Q. robur
(Grăd. Bot)
724,2 ± 75,1 179,3 ± 13,2 12 ± 6,9 39 ± 6,9
Q. 703,9 ± 71,8 209 ± 30,2 23,8 ± 8,9 14 ± 1,6
23
pedunculiflora
(Tătărani)
Q.
pedunculiflora
(Grăd. Bot.)
1003,17
±77,9
189,2 ± 9,7 21,8 ± 6,9 41 ±17,1
Q.
pedunculiflora
(Emil
Racoviţă)
721,9 ± 64,4 183,2 ± 14,2 20,5 ± 8,5 61,4 ± 24,4
Q. ceris
(Grăd. Bot.)
1134,11 ±
222,1
386,72 ± 62,9 88,3 ± 2,8 11,6 ± 5,7
Q. pubescens
(Grăd. Bot.)
890,4 ± 38,01 178,2 ± 4,67 12,1 ± 2,5 34,2 ±8,7
Tabel 1 - Variaţia diametrului si a numărului vaselor de lemn târziu si lemn
timpuriu la speciile analizate
24
Grafic 1 - Variaţia diametrului vaselor de lemn târziu si lemn timpuriu la speciile
analizate
Grafic 2 - Variaţia numărului de vase de lemn târziu si lemn timpuriu pe 90/mm2 la
speciile analizate
Din analiza datelor prezentate se pot desprinde unele concluzii: la Q. robur
atât dimensiunile vaselor de lemn timpuriu cât şi de lemn târziu sunt mai mari la
probele recoltate de la Schitu Duca, în schimb densitatea acestora este maximă la
probele de la Poieni. Cele mai mici valori, atât în ceea ce priveşte diametrul vaselor
cât şi densitatea acestora se observă la probele recoltate din Grădina Botanică Iaşi.
Datele existente până în prezent în literatura de specialitate sugerează că, dintre toţi
factorii de mediu, influenţa cea mai puternică asupra vaselor de lemn (diametru şi
număr) o are apa (Penfound, 1931; Doley and Leyton, 1968, 1970). O scădere a
cantităţii de apă primită de plantă duce, implicit, la scăderea numărului şi
diametrului vaselor de lemn, ceea ce, în practică, se corelează cu o scădere a ratei
de creştere. Producerea libriformului în cantitate mai mare în detrimentul vaselor
duce la formarea unui lemn mai dur, mai compact.
25
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Numar vasede lemntimpuriu/90mmp
Numar vasede lemntarziu/90mmp
La Q. pedunculiflora se observă o diferenţă marcantă în ceea ce priveşte
diametrul vaselor de lemn timpuriu la probele recoltate de la Grădina Botanică ,
numărul lor fiind relativ constant în toate cele trei probe analizate. Vasele de lemn
târziu sunt mai numeroase în probele provenite de la Emil Racoviţă. În toate
cazurile eroarea standard cu valori destul de ridicate ne indică o repartiţie
neuniformă a vaselor în grosimea inelelor anuale şi o variaţie destul de accentuată a
diametrelor acestora.
Dintre toate speciile investigate valorile cele mai mari în ceea ce priveşte
diametrele vaselor au fost înregistrate la Q. ceris, însă, la aceeaşi specie se observă
o cea mai scăzută densitate a vaselor pe unitatea de suprafaţă.
Din punct de vedere ultrastructural se pot observa diferenţe în ceea ce
priveşte forma şi distribuţia punctuaţiilor.
Defectele lemnului
Lemnul prezintă defecte in urma creşterii
arborelui şi a acţiunilor unor agenti fizici şi
biologici. Din prima categorie fac parte nodurile,
care se formează în locurile unde cresc crăcile; în
zona nodurilor rezistenţele mecanice scad, atît
reducerii secţiunii, cît şi devierii fibrelor lemnului.
Defectele din a doua categorie sînt numeroase şi
variate: se deosebesc defecte in forma trunchiului lemnos (conicitate, curbură),
defecte de structură (fibre răsucite, inele anuale neunuforme, părţi moi, gîlme),
defecte de culoare defecte sub formă de crăpături, defecte provocate de vieţuitoare
(microorganisme, insecte xilofage, păsări) sub formă de putregaiuri, mucegaiuri,
găuri şi galerii în scoarţă sau îi profunzimea lemnului.
26
Proprietatile fizico-mecanice
Proprietatile fizice
Densitatea aparenta. Masa lemnoasa, din care sint alcatuite fibrele, are
densitatea cuprinsa intre 1,45 si 1,56 g/cm3, in medie egala cu 1,50 g/cm3, pentru
toate speciile.
Densitatea apparentă. Definită prin raportul dintre masă şi volumul aparent,
densitatea aparentă a lemnului uscat variază de la o specie la alta, in raport cu
porozitatea; astfel se explică că foiiasele au densitatea aparentă decît răşinoasele,
ultimele fiind caracterizate prin porozitate mai ridicată.
Densitate aparentă a lemnului de stejar la diferite umedităţi:
27
-lemn verde – 1,11 g/cm3 ;
-lemn cu umeditate de 15% - 0,74g/cm3 ;
-lemn uscat – 0,65 g/cm3 ;
Densitatea aparentă a aceleiaşi specii este influienţată de umeditate, proporţia
de lemn timpuriu şi lemn tîrziu, cum şi de contracţie; datorită contracţiei,
porozitatea scade şi ca urmare compactitatea lemnului creşte; aşa se explică că
lemnul de tei, care manifestă contracţie la uscare mare, are in stare uscată densitate
apaentă mai mare decît la umeditate de 15%.
Contracţia la uscare. Umflarea la umezire. Lemnul se contract la uscare şi ser
umflă la umezire; contracţia lemnului la uscare se numeşte contragere, şi are loc
variaţia descrescătoare a umedităţii sub punctual de saturaţie.
Contragerea stejarului după cele trei axe de simetrie:
- contragerea longitudinală 0,4%;
- contragerea radială 4,0%
- contragerea tangenţială 7,8%
- contragerea volumică 12,6%
Proprietăţile termice
Dilatare termică. Lemnul fiind un material anizotrop manifestă dilatare
termică diferită după direcţiile longitudinal, radial şi tangenţială; diferenţele sînt
mai mari între coeficienţii de dilatare termică longitudinal şi transversal şi mai
28
reduse între cei după direcţie radial şi tangenţială; cea mai mare dilatare termică se
manifestă după direcţia transversal. Dilatarea termică diferă de la o spacie la alta si
este influienţată de densitatea aparentă şi de umeditatea lemnului. Coeficientul de
dilatare termică pe direcţia longitudinal variază – în raport cu specia de lemn – între
3,05 şi 6,05*10-6K-1 după direcţia transversal.
Conductivitatea lemnului. Lemnul are conductivitate termică redusă, situindu-se in
categoria materialelor termoizolante (λ=0,04…0,37 kcal/m*h*0C).
Căldura specifică. În intervalul de temperature între 0 şi 1000C căldura specific
este in medie de 0,324 kcal/kg0C, fiind influienţată crescător de temperatură şi
umeditatea lemnului.
Proprietăţile mecanice
Lemnul, datorită anizotropiei proprietăţilor mecanice, prezintă un modul de
elasticitate mai mare pe direcţia longitudinal faţă de cea radial şi tangenţială.
Rezistenţele lemnului la solicitările statice. Rezistenţele mecanice ale lemnului sun
diferite de la o specie la alta după natura solicitării, in funcţie de densitatea
aparentă, direcţia solicitării , umeditatea şi defectele lemnului.
Rezilienţa lemnului reprezintă rezistenţa la incovoiere prin şoc şi caracterizează
tenacitatea sau fragilitatea lemnului, ea depinzînd de densitatea aparentă şi direcţia
aplicării solicitării.
Duritatea lemnului reprezintă mărimea forţei lemnului în plan transversal, după
care lemnul se clasifică in: dur (stejarul), mijlociu de moale (fagul) şi moale
(molidul).
29
Durabilitatea lemnului depinde de putrescibilitatea şi combustibilitatea acestuia, in
funcţie de care distingem: foarte durabil (stejarul), durabil (salcîmul), puţin durabil
(molidul) şi lemn foarte puţin durabil (plopul). Împotriva putrezirii lemnului se
folosesc substanţe antiseptic şi fungicide, iar impotriva inflamabilităţii se utilizează
soluţii ignifuge.
Domeniu de utilizare
Stejarul
In urma testelor efectuate conform normelor internationale uzitate in Australia,
Franta si Statele Unite (porozitate, compozitie chimica si proprietati organoleptice
ale compusilor hidroalcoolici), s-a constatat ca speciile de stejar european
favorabile fabricarii butoaielor sunt Quercus Robur (stejar) si Quercus Petraea
(gorun), specii ce se regasesc de-a lungul paralelei 45.
30
Datorita caracteristicilor climatului si solului, lemnul de stejar din Romania
prezinta cateva trasaturi specifice de compozitie, foarte utile in cazul fabricarii
butoaielor si pentru vinificatie. Aceste trasaturi specifice sunt: fibre drepte, un
proces lent de crestere, structura compacta si fina porozitate, un bun continut de
tanini si compusi aromatici. Producerea butoaielor este o traditie recunoscuta in
Romania. Calitatea stejarului romanesc a fost recunoscuta de numerosi producatori
de vinuri din Europa. Consulul francez Billecoeq declara in 1849: “nu exista lemn
de mai buna calitate decat cel din Principatele Romane”. Fabricantii de butoaie din
Franta incepusera sa utilizeze lemn de stejar romanesc inca din sec. XVII, iar in
secolele XIX – XX, comertul cu lemn de doage s-a dezvoltat continuu.
Un studiu recent realizat in Franta asupra potentialului oenologic al stejarului
european sublinia faptul ca Romania face parte din grupul, foarte restrans, al tarilor
ce pot furniza lemn de cea mai buna calitate pentru producerea doagelor.
31
Butoiul
Printre caracteristicile lemnului de stejar, cele mai importante sunt:
fibre compacte, buna porozitate a lemnului, un continut mediu de
polifenoli extractibili, si compusi aromatici favorabili.
Vinurile maturate in butoaie fabricate din lemn de stejar romanesc, atat vinuri albe
cat si rosii, prezinta arome pretioase, un continut redus de tanini si o buna pastrare a
caracteristicilor de fruct ale strugurilor. Butoiul “VALLACH” este rezultatul
stralucit al artei desavarsite a dogarului – o comuniune deplina intre traditia
romaneasca si inalta tehnologie franceza.
Procesul de productie este foarte indelungat, si fiecare etapa are importanta
sa:
Selectia riguroasa a lemnului pentru fabricarea doagelor, apoi despicarea
trunchiurilor in lungul fibrei si obtinerea lemnului de doage;
Depozitarea lemnului de doage in aer liber;
Uscarea naturala a lemnului de doage in aer liber, trecand prin toate tipurile de
conditii climatice: ploaie, vant, ger si caldura naturala. Aceasta etapa, care dureaza
2 ani, este necesara pentru ca lemnul de doaga sa elimine esentele amare din tanini,
si pentru imbogatirea compusilor aromatici;
Procesul de productie propriu-zisa a butoiului : prelucrarea
doagelor cu utilaje de mare precizie, arderea progresiv
controlata, asamblarea finisarea si testarea fiecarui butoi.
32
In functie de temperatura si de durata procesului, exista 4 niveluri de prajire: Light,
Medium, Medium Plus, Fort.
Construcţii agroindustriale
A.Lemnul ca material de constructie
In construcţii, lemnul se foloseşte ca structură de rezistenţă la acoperişuri, pentru
finisaje, la tîmlarii, pentru structure de rezistenţă şi pardoseli, placaje, cofraje
etc.Arborii din care se obţinelemnul pentru construcţii se impart în două grupe:
răşinoase (bradul, molidul, pinul, tisa etc.) şi foioase (stejarul, fagul, nucul, salcia
etc.). Lemnul are ca principali compuşi chimici: celuloza, lignin şi hemiceluloza,
iar secundari: uleiuri vagetale, răşini, acizi volatile, tanini, săruri minerale,
coloranţi naturali etc.
- Celuloza face parte din cadrul polizaharidelor, fiind un compus
macromolecular, cu structură fibroasă insolubilă în apă, prin încălzire nu
se topeşte, ci se descompune, iar fără aer se carbonizează, ea constituind
scheletul de rezistenţă a membrane celulare.
- Lignina este un compus macromolecular, amorf, aromatic ce umple
spaţiile din jurul fibrelor, mărind rezistenţa mecanică a lemnului.
Avantajele lemnului folosit ca material de construcţie:
- coeficient de calitate ridicat;
- coefficient de dilatare liniară mic;
33
- se prelucreauă uşor;
- se poate folosi uşor in orice anotimp;
Dezavantajele folosirii lemnului:
- prezintă defecte de structură ca: noduri, crăpături, găuri de insecte etc;
- prin debitarea buştenilor materilul lemons este limitat ca lungime şi
secţiune;
- este un material putrescibil şi inflamabil;
În construcţii, materialul lemons se poate folosi sub formă brută, semiprelucrată,
prelucrată sau ca produse derivate din lemne.
a) Materiale lemnoase brute se folosesc sub formă de lemn rotund obţinut prin
curăţirea de crăci şi decojirea buştenilor. În fincţie de dimensiuni, lemnul
rotund poate fi sub formă de bile, manele sau prăjini diferite ca diametru la
capătul subţire şi gros, precum şi ca lungimi.
b) Materiale lemnoase semiprelucrate pot avea una sau mai multe feţe plane şi
acestea se folosescsub formă de cioplitură care pot fi: de deposit sau de
comandă, şi de lemn semirotun, intrebuinţat ca piese supuse la incovoiere sau
la fixarea altor piese din lemn.
c) Materiale lemnoase prelucrate sau cheresteaua se obţin prin tăierea
longitudinală a buştenilor, process numit debitare, cu ajutorul gaterilor,
fierăstraielor cu panglică sau cu circulare. Cherestelele cu muchii vii şi
34
marginile plane se prezintă sub formă de: scîndiri, dulapi, şipci, rigle, grinzi,
diferenţiate între ele prin lăţime şi grosime.
d) Materiale lemnoase prelucrate, finite se prezintă sub formă de: şiţă, şindrilă,
scînduri făţuite, duşumele cu lamba şi uluc, parchete.
e) Produse derivate din lemn se prezintă sub formă de:
-placaje (obţinut din trei sau mai multe foi de furnir, înceiate cu un adeziv
sintetic rezistent la umeditate);
-paneluri (obţinut dintr-un miez gros realizat din şipci sau lemn lamelat
încleiat, peste care se lipesc pe ambele feţe cîte una sau două foi de furnir).
Se utilizează la realizarea foilor de uşă, la finisaje uscate etc.
-produse din aşchii din lemn-PAL-(obţinute prin aglomerarea aşchiilor din
lemn neindustrializabil sau din deşeuri, sub presiune şi la temperatură
ridicată, cu ajutorul unui liant dintr-o răşină sintetică şi clei. În construcţii se
folosesc la: pereţi despărţitori, foi de uşi, finisaje uscate, straturi-suport pentru
pardoseli, izolaţii fonice şi termice etc.);
-produse din fibre din lemn-PFL-(obţinute prin încleierea sub presiune şi la
temperatură ridicată a fibrelor din lemn, formînd plăci. Plăcile se pot finisa
prtin aplicare de lacuri sau emailuri. Se utilizează ca straturi izolante termice
şi fonice, la pereţi despărţitori, tencuieli uscate, cofraje, tavane etc.);
B. Elemente de construcţie din lemn
35
În urma asmblării diferitelor piese din lemn, după diverse reguli, cu ajutorul
mijloacelor de asamblare, se obţin diferite elemente de construcţie, respectiv:
grinzi cu inimă plină, grinzi cu zăbrele, arce, cadre etc., acestea constituind
sistemele de rezistenţă ale respective construcţii.
Grinzile cu inimă dublă pot fi din scînduri încrucişate bătute in cuie sau realizate
prin încleiere, respective:
- grinzile cu inimă plină din scînduri încrucişate se folosesc la acoperişuri
cu panta mică (10%) şi cu deschideri relative mici (6-12m), fiind
constituite din: tălpi, inimă şi nervuri;
- grinzile cu inimă plină încleiate se folosesc la acoperişuri cu deschiderea
pînă la 15m, forma lor fiind la fel cu cea din scînduri încrucişate,
respective dreptunghiulară sau trapezoidală.
Grinzile cu zăbrele, se folosesc la acoperişuri cu deschiderea între 10-40m, putînd
fi:
-triunghiulare;
-dreptunghiulare;
-poligonale;
-cu talpă superioară curbă;
Alegerea sistemului constructiv se face in funcţie de deschidere, de sortimentul de
lemn disponibil, de tipul îmbinărilor şi de posibilităţile de depunere a montanţilor şi
a deagonalelor. Barele ce delimitează conturul fermei se numesc tălpi (superioară şi
36
inferioară), barele vertical se numesc montanţi, cele încleiate se numesc diagonal,
iar intersecţia între talpă, montant şi diagonal formează nodul. Avînd în vedere
consumul de metal folosit, fermele din lemn pot fi:
- cu consum mic de oţel (sunt realizate din scînduri sau dulapi avînd tălpile)
din două sau trei elemente între care pătrund diagonalele şi montanţii care
sunt realizaţi din unul sau două elemente. Metalul este utilizat în îmbinări,
sub formă de cuie sau buloane;
- cu consum mediu de oţel (sunt realizate din lemn masiv ecrisat sau rotund,
cu îmbinări prin chertare. Montanţii tensionaţi sunt din oţel-beton, iar
consumul de metal la aceste tipuri de ferme este de 10-12% din greutatea
fermei);
- cu consum mare de oţel (sunt ferme care au barele din lemn şi cele
tensionate din oţel. Consumul de metal este de 20-40% din greutatea
fermei).
C. Măsuri de protecţie a construcţiilor din lemn
Avînd în vedere că lemnul este un material putrescibil ţi inflamabil, la
realizarea construcţiilor din lemn se iau o serie de măsuri de protecţie, atît a
materialului lemons, cît şi a construcţiei în sine, pentru a se evita apariţia unor
fenomene de degradare. Aceste măsuri sunt:
-impotriva putrzirii, îpotriva
–impotriva focului;
Împotriva putrezirii se utilizează la realizarea construcţiilor din lemn se
prevăd măsuri chimice de antiseptizate pentru distrugerea sporilor de ciuperci şi
37
măsuri constructive pentru a feri lemnul de umezire. Antiseptizara se realizează
prin impregnarea în profunzime sau vopsire superficială cu substanţe antiseptic
uleiosr sau solubile ca : creozot, sulfat de cupru, clorură de zinc etc. Măsurile
constructive constau în proiectarea constucţiilor din lemn astfel incît să se evite
umezirea lemnului sau să se permită uscarea acestuia în cazul unei eventuale
umeziri.
Pentru aceasta trebuie ca :
- soclul construcţilor din lemn să se relizeze din beton, zidărie de
piatră sau de cărămidă avînd înalţimea minimă de 40 cm;
- se evită încastrarea stîlpilor de lemn în fundaţii de beton;
- grinzile planşeelor din lemn se reazimă pe zidărie prin intermediul
unei cosoroabe, capetele grinzilor se inpregnează sau se izolează
cu carton bituminat şi se prevăd orificii pentru arisire;
- se evită îmbinările care permit acumularea sau stagnarea apei.
Împotriva focului se utilizează ignifucarea. Ignifucarea se face prin spoire
cu var sau prin imprgnarea cu substanţe ( fosfat de amoniu, silicat de sodiu etc. ).
Măsurile chimice urmăresc :
- evitarea folosirii lemnului în încaperi cu temperature ridcate sau
unde este foc deschis;
- îndepărtarea lemnului de sursele de căldură;
- evitarea secţiunilor cu goluri care activează arderea, etc.
38
Concluzii
Speciile de Quercus analizate prezintă vase cu deschideri de mărimi diferite.
Vasele din lemnul timpuriu sunt vizibil mai mari decât cele din lemnul târziu.
Vasele din lemnul târziu au pereţii subţiri; cele din lemnul timpuriu sunt solitare,
rotunde sau ovale în secţiune transversală.
Fibrele lemnoase constituie masa fundamentală a lemnului, fiind reprezentate
de celule cu pereţii groşi. Dispoziţia şi cantitatea acestora variază la speciile luate
în studiu. La Q. ceris semnalăm prezenţa unor fibre lemnoase cu pereţii foarte
groşi, situate printre vasele lemnului timpuriu.
Toate cele 4 specii de Quercus analizate prezintă vase de lemn timpuriu de
dimensiuni mari (700 – 1100 micrometri). Variaţia dimensiunilor acestora poate fi
semnificativa în cazul probelor ce provin din staţiuni diferite (mai ales la Q.
pedunculiflora). Dintre toate speciile analizate cele mai mari valori au fost întâlnite
la Q. ceris, asociate însă cu cea mai mică densitate a vaselor/unitatea de suprafaţă;
de asemenea, la această specie s-au înregistrat şi cele mai mari vase de lemn
timpuriu.
Din punct de vedere ultrastructural deosebirile dintre speciile analizate
constau în forma şi distribuţia punctuaţiilor în pereţii vaselor de lemn timpuriu.
39
Bibliografie
1. Baas, P., 1982 - Systematic, phylogenetic, and ecological wood anatomy—history and
perspectives. In P. Baas [ed.], New perspectives in wood anatomy, 23–58. Martinus
Nijhoff/Dr. W. Junk, The Hague, The Netherlands
2. Carlquist S., 1975 - Ecological strategies of xylem evolution. University of California
Press, Berkeley, California, USA
3. Carlquist S., 1988 - Comparative wood anatomy. Springer-Verlag, Berlin.
4. Exley, R. R., B. G. Butterfield, and B. A. Meylan. 1974 Preparation of wood
specimens for the scanning electron microscope. Journal of Microscopy 101: 21–30.
5. Ghelmeziu G. N., Suciu N. P., 1959 – Identificarea lemnului, Ed. Tehnică, Bucureşti
6. Mujica, M. B., and D. F. Cutler. 1974 Taxonomic implications of anatomical studies
on the Oliniaceae. Kew Bulletin 29: 93–123.
7. Noshiro S., Suzuki M, 2001 - Ontogenetic wood anatomy of tree and subtree species
of Nepalese Rhododendron (Ericaceae) and characterization of shrub species,
American Journal of Botany, 88:560-569
8. Toma C şi colab., 1975 – Studiul chimiei lemnului şi ameliorarea proprietăţilor lui. I,
II, Inst. Politehnic Iaşi
9. Parameswaran, N., and A. V. Gomes. 1981 Fine structural aspects of helical
thickenings and pits in vessels of Ligustrum lucidum Ait. (Oleaceae). International
Association of Wood Anatomists Bulletin, New Series 2: 179–185
10. V. Platon, N. Barba “Studiul materialelor si terhnologia prelucrarii lemnului”
Bucuresti 1978.
40
Cuprins
1. Introducere……………………………………………………1
2. Caracteristici generale...............................................................3
3. Structura microscopic………………………………………....6
4. Proprietăţile fizico-mecanice…………………………………27
5. Domeniul de utilizare………………………………………...30
6. Concluzii..................................................................................38
7.Bibliografie…………………………………………….39
41
42
