Aspectos físicos

Dada a diversidade das espécies que produzem madeira, este material apresenta grande diversidade de características mecânicas, de densidade, higroscopia, cor, rão, resistência ao apodrecimento e ao fogo, odor, e múltiplos factores diferenciadores. Tal diferenciação determina os usos da madeira, tornando difícil o estabelecimento de classificações genéricas.

Dureza
A madeira é usualmente classificada como madeira dura ou madeira macia. A madeira de coníferas (por exemplo: pinho) é chamada madeira macia, e a madeira de árvores latifoleadas (por exemplo: carvalho) é chamada madeira dura. Essa classificação é por vezes muito desvantajosa. Isso porque algumas madeiras duras, como a balsa, são de facto muito mais moles ou macias do que a maior parte das madeiras macias, e inversamente, também algumas madeiras macias (por exemplo: teixo) são muito mais duras do que a maioria das madeiras duras.
Além disso, madeiras de diferentes tipos de árvores têm diferentes cores e graus de densidade. Isso, aliado ao facto de algumas madeiras terem um crescimento mais longo do que outras, faz com que madeiras de diferentes espécies tenham qualidade e valor comercial diferenciado. Por exemplo, enquanto o mogno, de madeira dura e escura, é excelente para a produção artesanal de móveis finos, a balsa, clara e pouco densa, é muito usada para o fabrico de cofragens e de moldes construtivos de vários tipos.

Cor
Em espécies que mostram uma diferença distinta entre o cerne e o borne a cor natural do cerne é geralmente mais escura que o borne, e muito frequentemente o contraste é distinto.
Este é produzido por depósitos no cerne de vários materiais resultantes do processo de crescimento, aumentado possivelmente pela oxidação e outras mudanças químicas, que normalmente têm pouco ou nenhum efeito apreciável nas propriedades mecânicas da madeira.
O borne saturado de resina é chamado resinoso. As estruturas construídas de pinho resinoso e de outras madeiras resinosas são muito resistentes ao apodrecimento e ao ataque pelas térmitas; contudo são muito inflamáveis. Esta última característica leva a que os restos de pinhos velhos de folhas longas sejam frequentemente cortados em pequenos toros e divididos em pequenas peças que são vendidas como acendalhas.
Visto que a madeira mais antiga de um anel de crescimento é geralmente mais escura do que a madeira mais recente, este facto pode ser utilizado na avaliação da densidade, e portanto a dureza e resistência mecânica do material. Este é particularmente o caso com madeiras de coníferas. Nas madeiras com anéis porosos, os vasos da madeira recente aparecem frequentemente com uma aparência mais escura do que a madeira mais antiga e densa, ainda que nas secções cruzadas do cerne o reverso seja geralmente verdade. Excepto nesse caso, a cor da madeira não é indicadora da sua resistência.
A descoloração anormal da madeira denota frequentemente uma condição de degradação das suas características. As manchas pretas no abeto ocidental são o resultado dos ataques de insectos; faixas vermelho-acastanhadas tão comuns na nogueira e em determinadas madeiras são maioritariamente o resultado de danos causados pelos pássaros. A descoloração é meramente uma indicação de danos, não afectando por si só as propriedades das madeiras. O apodrecimento causado por alguns fungos produz alterações características nas cores da madeira, coloração que assim se torna sintomática da degradação do material.
Manchas no borne, muito comuns, nomeadamente o azulado, são devidas a crescimento de fungos, mas não produzem necessariamente um efeito de enfraquecimento da sua estrutura.

Teor em água
A água encontra-se na madeira viva em três condições, a saber: (1) nas paredes celulares; (2) no conteúdo protoplasmático das células; e (3) como água livre nas cavidades e espaços intercelulares. Sendo constituído por células mortas, no cerne a água ocorre apenas na primeira e última formas.
Madeira seca exaustivamente com ar e retém de 8 a 16% da água nas paredes celulares com pequenos vestígios nas outras formas. Contudo, mesmo as madeiras secas em fornos retêm um pequeno teor de humidade, mas para quaisquer propósitos que não sejam químicos, podem ser consideradas completamente secas.
Em geral o conteúdo aquoso da substância da madeira é que lhe confere a suavidade e maleabilidade. Um efeito similar e vulgarmente observado é o efeito amaciador da água no papel ou tecido. Dentro de certos limites, quanto maior a quantidade de água, maior o seu efeito amaciador.
Dada a importância do teor em água na determinação das propriedades da madeira, a sua secagem constitui um aspecto importante da indústria madeireira. A secagem consiste em extrair do interior da madeira o excesso de água, de forma permitir a utilização do material nas suas diversas aplicações.
A evaporação da água leva a madeira a contrair-se, isto é, a diminuir de volume. A velocidade de secagem deve, portanto, ser adequada aos diferentes tipos de madeira de forma a evitar danos estruturais causados por variações dimensionais diferenciais, como o aparecimento de fendas ou empenos. Em qualquer caso as madeiras ficam sempre sujeitas a dois fenómenos característicos:

· Retracção – a madeira retrai quando seca, sofrendo contracção que pode ser maior ou menos consoante as dimensões da peça e suas características, muitas vezes acompanhada por empenamento, isto é torção causada pela variação diferencial das dimensões, em geral determinada pela orientação das fibras que constituem a madeira;

· Entumecimento – a madeira incha quando absorve humidade, aumentando sensivelmente de volume.

Nós
Os nós são porções de ramos incluídos no tronco da planta ou ramo principal. Os ramos originam-se, em regra, a partir do eixo central do caule de uma planta (a medula) e, enquanto vivos, tal como o tronco, aumentam em tamanho com a adição anual de camadas lenhosas. A porção incluída é irregularmente cónica, com a ponta na medula. A direcção das fibras forma ângulos rectos ou oblíquos a grã do caule, produzindo um cruzamento de grãs.
Durante o desenvolvimento da árvore, a maioria dos ramos, especialmente os mais baixos, morrem, mas continuam presos à árvore por algum tempo, muitas vezes por anos. As camadas de crescimento posteriores deixam de ser incluídas no ramo (agora morto), mas são depositados ao redor dele. Assim os troços de inserção dos ramos mortos dão origem aos nós, que são apenas o conteúdo de um furo preenchido com material oriundo do troço do ramo incluído, e podem soltar-se facilmente quando a madeira é serrada ou seca. Para os diferentes fins de uso da madeira, os nós são classificados de acordo com a forma, tamanho, sanidade e firmeza com que estão presos ao caule.
Estes afectam a resistência da madeira a racha e quebra, assim como sua maneabilidade e flexibilidade. Esses defeitos enfraquecem a madeira e afectam directamente seu valor, principalmente para o uso em estruturas, onde a resistência é importante.

O enfraquecimento ganha sérias proporções quando a madeira é submetida a tracção e compressão. A extensão da diminuição da força de uma viga depende da sua posição, tamanho, número, direcção das fibras e condição. Os nós da face superior em geral são comprimidos, enquanto os da face inferior são traccionados. Pequenos nós, no entanto, podem estar localizados na zona neutra da viga e aumentar sua resistência ao cisalhamento longitudinal.
Os nós em placas ou pranchas são menos prejudiciais quando se estendem através dela em sentido transversal à sua superfície mais larga. Os nós que aparecem perto das pontas de uma viga não a enfraquecem. Os nós saudáveis que ocorrem no quarto central da altura da viga de uma ou outra borda não são defeitos sérios.
Estas estruturas não influenciam materialmente a rigidez da madeira estrutural. Somente os defeitos de carácter mais sério afectam o limite de elasticidade das vigas. A rigidez e limite de elasticidade dependem mais da qualidade da fibra da madeira do que dos defeitos. O efeito dos nós é a redução da diferença entre a tensão das fibras no limite de elasticidade e o módulo de ruptura da viga. A resistência à quebra é muito susceptível aos defeitos. Os nós sadios não enfraquecem a madeira quanto à compressão paralela ao grão.
Para algumas finalidades, como por exemplo a fabricação de painéis, os nós são considerados benéficos pois adicionam textura visual à madeira, dando-lhe uma aparência mais interessante.

Aroma e sabor
O aroma e o sabor da madeira são características difíceis de serem definidas e estão intimamente relacionadas, por se originarem das mesmas substâncias. Os odores e paladares típicos apresentados por algumas madeiras devem-se à presença de certas substâncias voláteis, que se concentram, principalmente, no cerne da madeira.
O conjunto de aromas da madeira deve-se geralmente a moléculas de baixo peso molecular e transmitem importantes notas de percepção a vinhos e aguardentes. Em compensação, moléculas responsáveis pelo paladar são polimerizadas em cadeias maiores e fornecem percepções de gostos, como doce ou amargo e outras sensações, como a adstringência, causada pelos taninos.

Densidade
A densidade é um importante parâmetro, que visa precisar, sob um estado saturado de humidade, a massa de matéria lenhosa contida num volume de madeira aparente. A sua análise permite determinar a porosidade total da amostra (volume de poros em relação ao volume total da amostra), que varia de forma inversamente proporcional à densidade.
Esse parâmetro é muito utilizado para a apreciação da qualidade da madeira, pois está intimamente relacionado às diversas propriedades de origem mecânicas e tecnológicas, sendo de extrema importância para a confecção.

Textura
Traduz a distribuição e percentagem dos diversos elementos estruturais constituintes do lenho e do seu conjunto. Nas angiospermas, é determinada, sobretudo, pelo diâmetro dos vasos e largura dos raios. Encontramos os seguintes tipos de textura de acordo com o grau de uniformidade da madeira: grossa, média e fina. Na classificação de madeira com textura grossa são incluídas as espécies com poros grandes e visíveis a olho nu, parênquima axial contrastante, ou raios largos. São importantes condicionantes das trocas gasosas entre o meio interno e o externo do barril e, ainda, são responsáveis pela permeabilidade a líquidos da madeira.

Higroscopicidade
Devido à presença, em grandes quantidades, de grupos OH na molécula de celulose, esta apresenta polaridade e atrai água de soluções aquosas, daí dizer-se que a celulose é um material higroscópico. A higroscopicidade da madeira é devida ao facto desta ser rica em celulose. A receptividade da água pela celulose é da maior importância para inúmeros aspectos de seu processamento e dos produtos dela obtidos, o mesmo podendo ser dito em relação à madeira.
Quando a fibra celulósica absorve água, apresenta um aumento de dimensões, principalmente, no seu diâmetro. Esta variação dimensional é chamada inchamento. Se uma fibra de celulose completamente seca for exposta a uma atmosfera com humidade relativa de 100%, o diâmetro pode aumentar de 20% a 25%, devido à absorção de água. Se esta fibra, em seguida, for imersa em água, o seu diâmetro pode sofrer um aumento de mais 25%.