A madeira é um material orgânico, e os seus constituintes químicos estão directamente relacionados com as suas propriedades. A madeira é um biopolímero tridimensional, composto, principalmente, de celulose, hemiceluloses e lignina, responsáveis pela formação da parede celular e pela maioria das suas propriedades. Os extractivos, também com uma importância reconhecida em diversas situações, actuam como componentes complementares e apresentam grande variabilidade na sua quantidade e constituição. O conhecimento da natureza química da madeira possibilita o sentido de seu comportamento como matéria-prima para diversos usos.
A madeira caracteriza-se como um material constituído fundamentalmente por compostos de elevado grau de polimerização e peso molecular (celulose, hemiceluloses e lignina), os quais são considerados como os verdadeiros responsáveis pela morfologia e estrutura da madeira. Os compostos de baixo peso molecular (extractivos e componentes minerais) representam apenas uma pequena parcela e, muitas vezes, são considerados como simples acessórios da madeira em termos estruturais.

A distribuição dos principais compostos da madeira pode ser observada na Figura seguinte.

Componentes estruturais
Os componentes fundamentais ou estruturais são aqueles que existem em toda e qualquer madeira e sem os quais ela perde sua identidade ou a sua estrutura. Na sua quase totalidade, estes constituintes são de natureza orgânica e não podem ser removidos pela acção de qualquer solvente, sem que haja a consequente destruição de sua estrutura. Os polissacarídeos insolúveis em água são os principais representantes dos compostos fundamentais da madeira, incluindo, principalmente, a celulose e as hemiceluloses.

Celulose
É o constituinte mais abundante nos vegetais, representando cerca de 40% da massa de madeira seca. Nos vegetais superiores aparece, principalmente, sob forma de fibras. A origem química da celulose é baseada na glicose, que corresponde a um monossacarídeo com seis átomos carbonos (hexose) na sua estrutura, onde ocorrem cinco grupos hidróxilicos alcoólicos e um grupo aldeídico (aldose). O grau de polimerização da celulose varia, principalmente, em função da matéria-prima, do método de isolamento etc. É comum considerar a sua variação entre 5.000 e 10.000.

Hemicelulose
As hemiceluloses representam cerca de 25% da composição de matéria seca da madeira. São compostas de cadeias mais curtas que as celuloses e a sua terminologia é complexa, sendo reagrupada em polissacarídeos. Juntamente com a celulose, formam a fracção da madeira denominada holocelulose.
Essa classe de moléculas diferencia-se da celulose, principalmente, porque elas são solúveis em soluções alcalinas diluídas, hidrolisam-se pela acção de ácidos diluídos a quente, produzindo outros monossacarídeos além da glicose, por possuírem baixo grau de polimerização e, consequentemente, pequeno peso molecular.
O termo polioses também tem sido empregue para referir as hemiceluloses, porque, na formação das suas cadeias, ocorrem diversos tipos de açúcares. O grau de polimerização médio dessas moléculas está compreendido entre 150 e 200, e seu peso molecular entre 15.000 e 25.000.
As hemiceluloses podem ser resultado da polimerização de vários tipos de açúcares, sendo os mais comuns: D-glicose, D-manose, D-galactose, D-xilose e L-arabinose.

Lenhina
De acordo com os métodos de extracção empregues, segundo alguns autores, a lenhina representa cerca de 25 a 30% do peso seco da madeira. A lignina encontra-se incrustada nas paredes celulares, estando, na grande maioria, localizadas nas paredes primárias. É um polímero tridimensional, cuja maior parte é formada pela copolimerização de dois álcoois fenilpropanóicos.
A lenhina possui a propriedade de se prender às fibras da celulose, bem como de ocupar os espaços intercelulares, tornando, assim, a parede rígida e impermeável. Representa um papel importante no desempenho das funções de apoio e condução dos vegetais.
Assim sendo, esta constitui um polímero natural que apresenta grandes dificuldades para o estudo e conhecimento de sua estrutura química. Actualmente, não existem dúvidas de que a lenhina é composta apenas por carbono, hidrogénio e oxigénio.
O peso molecular da lenhina é indeterminado, no entanto alguns autores consideram que existe apenas uma molécula de lenhina dentro da árvore, visto que ela é um polímero desordenado, tridimensional, que forma uma rede contínua na árvore.

Componentes não estruturais
Os componentes não estruturais são aqueles que não tomam parte essencial da formação da estrutura da madeira. São compostos com baixo grau de polimerização, ou mesmo não polimerizados. Estes incluem as substâncias solúveis em solventes orgânicos neutros (álcool, benzeno, tolueno, éter, etc.), solúveis em água, ou que possam ser arrastados pelo vapor de água. Estes componentes são os chamados extractivos da madeira.

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%.

O lenho é constituído por vários tipos de células elementares cujas dimensões, forma e agrupamentos variam de acordo com a sua localização no lenho e a espécie lenhosa.
A constituição diferenciada do tecido lenhoso é a causa do comportamento anisotrópico da madeira e da sua heterogeneidade quer em relação às várias espécies quer em função da localização no mesmo toro.
O lenho das resinosas e das folhosas tem uma constituição diferente.

Resinosa: árvore do grupo das Gimnospérmicas, de folhas lineares (abeto), aciculares (pinheiro) ou escamiformes (cipreste). A maioria pertence à classe das coníferas.


Folhosa: árvore do grupo das Angiospérmicas, de folhas geralmente planas e largas. Exs:carvalho, castanheiro, Faia.

Lenho das resinosas

1 - Anel de primavera
2 - Anel de Outono
3 - Parênquima
4 - Traqueídos
5 - Traqueídos radiais
6 - Pontuações aureoladas
7 - Canal de resina
8 - Raios lenhosos

1 - Traqueídos
O lenho das resinosas é composto quase na totalidade pelo prosênquima que é um tecido formado de traqueídos que são células alongadas de diâmetro quase constante, semelhantes a tubos finos e que desempenham uma função dupla de condução da seiva e suporte mecânico.
Os traqueídos, designados tecnicamente por fibras, podem ser traqueídos longitudinais ou radiais e tem pontuações aureoladas que consistem em depressões, sensivelmente troncocónicas de uma das camadas da parede celular.

2 - Raios lenhosos
Além dos traqueídos, existem também numerosas linhas finas e claras que se desenvolvem radialmente - os raios lenhosos e que conduzem e/ou armazenam substâncias nutrientes no sentido radial do tronco. São conjuntos de células lenhosas cuja função principal é o transporte e armazenamento de nutrientes. Nas secções radiais ou tangenciais de determinadas espécies aparecem como um "espelhado" com um bonito efeito estético e decorativo: por exemplo no carvalho, cedro, louro, etc. A sua presença, quando significativa, é vantajosa na medida em que funcionam como amarras transversais das fibras, impedindo que "trabalhem" exageradamente frente a variações do teor de humidade.
Os raios lenhosos constituem o parênquima radial. O tecido do parênquima, disposto segundo a direcção geral das fibras designa-se por parênquima longitudinal. O parênquima é, portanto, um tecido de células curtas providas de paredes relativamente pouco espessas, disseminado no seio do prosênquima e destinado principalmente à distribuição e reserva das substâncias nutrientes (hidratos de carbono).

3 - Canais de resina
As resinosas contêm ainda os canais resiníferos que são limitados por células secretoras de resina.

Lenho das folhosas

1 - Anel de primavera
2 - Anel de Outono
3 - Parênquima
4 - Fibras (prosênquima)

Suporte
5 - Vasos
6 - Poros
7 - Raio lenhoso

1 - Vasos
Os vasos são tubos longitudinais de células do prosênquima, que é o tecido que forma, nas folhosas, grande parte do lenho. Cada vaso é formado de células longitudinais e tubulares justapostas, visíveis a olho nu, abertas nas extremidades e justapostas. Permitem o fluxo da seiva através do lenho.

2 - Fibras
As fibras, dispostas longitudinalmente no caule, são células com extremidades finas, diâmetro inconstante e reduzido. No seu conjunto, fortemente aglomeradas, constituem os elementos de resistência e sustentação da árvore. As características mecânicas da madeira estão estreitamente ligadas à densidade, textura e disposição do tecido fibroso. As fibras são células do prosênquima.

3 - Parênquima
O parênquima é um tecido de células curtas providas de paredes relativamente pouco espessas disseminado no seio do prosênquima, destinado principalmente à distribuição e reserva de hidratos de carbono.

4 - Raios lenhosos
Os raios lenhosos são faixas de células do parênquima dispostas em fiadas radiais. A sua presença implica uma amarração das fibras no sentido radial, alterando as características nesta direcção.

É o núcleo de apoio e resistência da árvore. É pela sua parte viva que sobe a seiva bruta. Constitui a secção útil do tronco para obtenção, por abate e preparo, das peças estruturais de madeira natural. Em quase todas as espécies o lenho apresenta-se com duas zonas bem contrastadas: o borne e o cerne.

Cerne
O cerne é a designação dada à parte do xilema do tronco que já não participa activamente na condução de água, assumindo uma função essencialmente de suporte mecânico da estrutura da planta. A distinção entre cerne e borne é clara na maior parte das espécies, já que em corte os troncos apresentam uma porção mais escura de madeira no centro e uma porção mais clara na parte externa. A primeira corresponde ao cerne e a segunda ao borne. Contudo, nem sempre esta diferença é fácil de perceber, pois a mudança de cor pode ser gradual e pouco marcada.
O cerne é constituído por células mortas, formando uma estrutura mais ou menos enrijecida de suporte, em volta da qual o borne se vai progressivamente formando. À medida que as células do borne enfraquecem e morrem, vão sendo incorporadas no cerne, o qual vai assim crescendo radialmente, acompanhado a expansão do xilema.
Embora possa, dadas as suas características higroscópicas, funcionar como um importante reservatório de água para a planta, o cerne é na sua natureza uma estrutura de suporte, não sendo essencial para a sobrevivência da árvore. Não são raras as espécies em que é comum o apodrecimento e por vezes a total destruição do cerne, sem que tal determine a morte, ou mesmo a redução da vitalidade, da planta.

Algumas espécies começam a formar cerne muito cedo e têm apenas uma fina camada de borne vivo, enquanto que noutras a transformação ocorre lentamente, mantendo um tronco que é particularmente composto por borne.
Em termos de determinação da qualidade da madeira e dos seus usos, a dimensão e características do cerne são determinantes, sendo este em geral valorizado pela sua dureza e resistência ao ataque por insectos. A madeira de cerne é em geral preferida para usos em que se requeira durabilidade e resistência mecânica

Borne
O borne é a fracção viva do xilema ao longo da qual se verifica a circulação de água e de nutrientes entre a raiz e a os tecidos activos da planta. Sendo células vivas e com funções essencialmente de condução, quase sempre a análise do corte de um tronco revela o borne como uma zona de coloração mais clara rodeando a porção interior de cor mais escura (o cerne). No geral a distinção da cor é nítida, mas em algumas espécies o contraste é ligeiro, de modo que nem sempre é fácil dizer onde uma camada acaba e a outra começa. A cor do borne fresco é sempre clara, às vezes quase branca, embora seja frequente um tom amarelado ou acastanhado.
O borne é formado por madeira relativamente nova, assimilando as células vivas da árvore em crescimento. Toda a madeira é primeiro formada como borne e só depois evolui para cerne. Na planta viva, as principais funções do borne são conduzir a água da raiz até às folhas, armazená-la e devolvê-la de acordo com a estação do ano e as necessidades hídricas da planta.
Quanto mais folhas uma árvore suportar, mais vigoroso é o seu crescimento e maior o volume de borne necessário. As árvores crescem mais rapidamente em locais arejados e luminosos, livres do sombra e da concorrência de outras árvores, pelo que o seu borne é mais espesso, para um dado tamanho, do que, na mesma espécie, quando crescem em floresta densa.
As árvores que crescem em clareiras podem atingir um tamanho considerável, por vezes com 30 cm ou mais de diâmetro, antes que algum cerne se comece a formar.
Pelo contrário, algumas espécies começam a formar cerne muito cedo e têm apenas uma fina camada de borne vivo. O borne fino é uma característica de árvores como castanho, robínia, amoreira, laranjeira-dos-osage e assafrás.

No ácer, freixo, nogueira, olmo, faia, e pinho, o borne espesso é a regra. Não há uma relação definida entre os anéis anuais de crescimento e a quantidade de borne. Dentro das mesmas espécies, a área inter-seccional do borne é mais ou menos proporcional ao tamanho da copa da árvore. Em conclusão, se os anéis são estreitos, para uma mesma dimensão é necessário uma maior quantidade de anéis do que quando eles são largos. À medida que as árvores crescem, o borne tem necessariamente de se tornar mais fino ou aumentar em volume. Este é mais espesso na porção superior do tronco da árvore do que perto da base, porque a idade e o diâmetro das secções superiores são menores.
Quando a árvore é muito jovem está coberta com ramos, cuja intercalação por vezes vai até ao chão, mas à medida que envelhece alguns ou todos irão eventualmente morrer e serão partidos. O crescimento decorrente da madeira pode esconder completamente as marcas deixadas pela inserção dos ramos, as quais, contudo, continuarão como nós. Não importa quão suave e limpo um tronco seja no seu exterior, pois será mais ou menos nodoso perto do seu centro. Daí resulta que o borne de uma árvore velha, e particularmente de uma árvore de floresta, estará mais livre de nós do que o cerne. Como na maior parte dos usos da madeira, os nós são considerados defeitos que a enfraquecem e intervêm com o seu uso. Esta menor presença de nós leva a que o borne, por causa da sua posição na árvore, tenha algumas vantagens sobre o cerne.
Note-se que o cerne das árvores antigas pode permanecer tão saudável como o borne, atingindo em muitos casos centenas de anos e nalguns casos milhares de anos.
Cada ramo ou raiz partida, cada ferida profunda no tronco resultante do fogo, da acção dos insectos ou de madeira caída, resulta em danos no borne que contribuem para a sua decadência, que, uma vez iniciada pode penetrar em todas as partes do tronco. Existem muitos insectos cujas larvas atacam as árvores, escavando túneis que permanecem indefinidamente como fontes de fraqueza.
Se uma árvore crescer toda a sua vida ao ar livre e as condições do solo e local permaneçam inalteráveis, ela fará o crescimento mais rápido na sua juventude, e gradualmente decairá. Os anéis anuais de crescimento são nos anos iniciais bastante largos, mas tornam-se progressivamente mais estreitos. Visto que cada anel sucessivo é depositado no exterior da madeira anteriormente formada, sucede que a menos que a árvore aumente a sua produção de madeira de ano para ano, os anéis devem necessariamente tornar-se mais finos à medida que o tronco se torna mais largo. Por outro lado, quando a árvore atinge a maturidade, a copa torna-se mais aberta e a produção anual de madeira escasseia, reduzindo por isso ainda mais a largura dos anéis anuais de crescimento.
No caso de árvores crescidas em floresta, a taxa de crescimento depende da concorrência com as outras árvores, na competição pela luz e nutrientes, podendo alternar períodos de crescimento lento com períodos de crescimento rápido. Algumas árvores, tais como carvalhos, mantêm a mesma largura dos anéis por centenas de anos.
Contudo, como regra geral, à medida que uma árvore se torna maior em diâmetro, a largura dos anéis anuais decresce.
Pode haver diferenças evidentes no grão do cerne e borne cortadas duma árvore grande, particularmente de árvores maduras, cujo crescimento tenha diminuído devido à idade. Em algumas árvores, a madeira depositada mais tardiamente na árvore é mais suave, mais clara, mais fraca, e de textura mais uniforme do que a produzida na fase de juventude. Noutras espécies, o contrário aplica-se.
Num tronco de grandes dimensões, o borne, devido ao tempo de vida em que a árvore cresceu, pode ser inferior em dureza e força e ser semelhante ao cerne do mesmo tronco.

Contudo, é desaconselhável e antieconómica a prática frequente de retirar todo o borne e considerá-lo como impróprio para a construção; desaconselhável não só do ponto de vista económico, pois a proporção do borne varia, conforme a espécie, de 25 a 50% de lenho, mas também do ponto de vista tecnológico, porque o borne é a parte que melhor se deixa impregnar por produtos anti-deteriorantes nos processos de preservação da madeira, além de apresentar características mecânicas satisfatórias.

Medula
A medula é o vestígio deixado no centro do tronco pela estrutura apical a partir da qual se desenvolveu o tronco da planta. Em geral é uma estrutura fina (de alguns milímetros de diâmetro), quase sempre mais escura do que o material que a rodeia e sem qualquer importância para os usos da madeira ou a determinação da qualidade. Forma- se a partir das células que constituíram a zona de crescimento inicial do rebento que deu origem ao tronco e em torno das quais se formaram as camadas de células que constituem a madeira ou lenho. A sua posição marca o centro de crescimento a partir do qual se gerou o aumento do diâmetro da árvore.
Como seria de esperar, as células que constituem a medula são progressivamente mais jovens à medida que se sobe ao longo do tronco. Nas árvores em crescimento, a medula termina na estrutura meristemática activa do meristema apical, a partir da qual o crescimento do tronco produz o seu alongamento em altura.

Ciclo de crescimento
Uma árvore aumenta em diâmetro pela formação, entre a madeira velha e o interior da casca, de novas camadas de madeira que envolvem todo o caule, os ramos e as raízes. Em condições normais, particularmente quando existe uma estação de crescimento bem definida, uma nova camada forma-se em cada ano, razão pela qual em corte as camadas anuais aparecem como anéis concêntricos, constituindo a base da dendrocronologia, técnica que permite aferir do número de anos de crescimento da árvore, e das características desse crescimento, pela observação dos anéis formados.
Cada camada de crescimento é formada por células vegetais de vários tipos, mas na sua maioria é formada por fibras. Nas coníferas, ou árvores de madeira macia, predominam as células do tipo traqueídeo, do que resulta uma madeira mais uniforme em estrutura e aparentemente mais macia, daí o nome dado a esse tipo de madeiras. Nessas madeiras não estão presentes os poros que são bem perceptíveis em madeiras ditas duras, como a de carvalho ou faia.
Cada anel de crescimento é formado por duas partes relativamente bem definidas: a parte voltada para o centro da árvore é em geral de textura mais aberta e quase sempre mais clara do que a parte externa do anel. Tal ocorre porque a parte interior formou-se no início da estação de crescimento, quando este é mais rápido, e é conhecida por madeira de primavera; a parte externa é conhecida por madeira de verão, pois forma-se na fase de declínio do crescimento que em geral corresponde ao Verão.

O ciclo de crescimento da árvore é realizado em dois ciclos - Primavera/verão, com anel mais claro e largo e Outono/Inverno, com anel mais escuro e estreito. O crescimento da árvore é formado no meristema cambial (zona entre a casca interna e o borne) por acção das condições ambientais. Assim, também poderão aparecer falsos anéis de crescimento, originados por variações ambientais adversas (irregulares e anormais) para uma dada época.

Uma árvore é essencialmente composta pela raiz, pelo caule e pela copa. A raiz fixa a árvore ao solo e dele extrai água contendo sais minerais diluídos, isto é, a seiva bruta, necessária ao desenvolvimento do vegetal.

O tronco, ou caule, suporta a copa com as ramificações e conduz, por capilaridade, tanto a seiva bruta, desde a raiz até as folhas, como a seiva elaborada, das folhas para o lenho em crescimento.
A copa prolonga-se em ramos, folhas e frutos. Nas folhas processa-se a transformação da água e sais minerais em compostos orgânicos: a seiva elaborada.
Considerando o tronco como a parte útil para a produção de peças de madeira natural, material de construção, vamos examinar, em detalhe a sua constituição.
Na figura podemos observar uma secção do tronco de uma árvore, a qual permite distinguir, da casca para o miolo, as distintas partes:

Figura - Corte transversal do caule de uma árvore.

Casca
A casca possui uma função protectora. Protege o lenho e é o veículo da seiva elaborada das folhas para o lenho do tronco. São duas camadas que assumem essa dupla missão: um estrato externo e epidérmico, formado por tecido morto, denominado por ritidoma (carrasca, no pinheiro) e outro interno, formado de tecido vivo, mole e húmido, logo com actividade fisiológica e condutor de seiva elaborada, intitulado por entrecasco.

O ritidoma protege os tecidos recentes, do ambiente, dos excessos de evaporação e dos agentes de destruição. Se ocorrem fissuras, cai e é renovado, pois, sendo um tecido morto, não tem crescimento. De um modo geral, não apresenta interesse como material de construção. Na preparação do lenho é quase sempre extraído e rejeitado. Em algumas espécies, como o sobreiro, o ritidoma designado por cortiça e tem um desenvolvimento tão grande que permite a retirada de lâminas espessas. Essas lâminas, que apresentam propriedades termo acústicas vantajosas, têm emprego adequado em processos de isolamento: revestimentos de paredes e forros, inertes para betão leve, etc.
Pela outra camada da casca, o entrecasco, desce a seiva que foi transformada nas folhas a partir de substâncias retiradas dos diferentes elementos, solo e ar.
Do solo, é recolhida pelos absorventes das raízes, a água que contem, em solução, compostos minerais, e que constitui a seiva bruta. Esta sobe por capilaridade pela parte viva do lenho, o borne, até às folhas. Nas folhas e noutras partes verdes da copa são absorvidos do ar, o dióxido de carbono e o oxigénio e realiza-se a função clorofilina ou fotossíntese, formando-se a seiva elaborada que desce pelo entrecasco. Esta pode ficar armazenada nas células sob forma de amido.
Partindo dos açúcares que formam a seiva elaborada, as árvores sintetizam todas as substâncias orgânicas que compõem as células lenhosas. Essa transformação ocorre principalmente no estrato de tecidos que vem logo a seguir à casca: o câmbio vascular.




Câmbio vascular
Baseia-se numa fina e quase invisível camada de tecidos vivos: está disposto entre a casca e o lenho. É constituído por um tecido de células em constante transformação: tanto o entrecasco como o câmbio vascular são vitais para o crescimento da árvore de tal forma que o corte de ambos, acidental ou provocado, acarreta inevitavelmente a morte da árvore. Um processo de secagem com a árvore em pé, recomendado para madeiras de difícil secagem (como algumas variedades de eucaliptos), consiste em asfixiar as árvores vivas com um forte arame de aço até à sua morte, seguida da perda gradual de humidade.
No câmbio realiza-se a importante transformação dos açúcares e amidos em celulose e lenhina, principais constituintes do tecido lenhoso. O crescimento transversal verifica-se pela acumulação de novos estratos concêntricos e periféricos provenientes dessa transformação no câmbio: os anéis de crescimento.
Nos anéis anuais de crescimento reflectem-se as condições de desenvolvimento da árvore: são largos e pouco distintos em sínteses tropicais de rápido crescimento: apertados e bem configurados nas espécies oriundas de zonas temperadas ou frias. Em cada anel que se acrescenta, ano a ano, duas camadas podem destacar-se, muitas vezes nitidamente: uma de cor mais clara, com células largas de paredes finas, formada durante a primavera e verão, o anel de primavera, e outra, de cor mais escura, com células estreitas de paredes grossas, formada no verão-outono, o anel de outono.
Estes registam a idade da árvore e ajudam como referência para a apreciação e estudo da anisotropia da madeira que é uma característica distinta. Para esse efeito, na avaliação do desempenho físico e mecânico do material serão sempre considerados nos ensaios três direcções ou eixos principais - Figuras seguintes.

· Direcção tangencial, direcção transversal tangencial aos anéis de crescimento;
· Direcção radial, direcção transversal radial dos anéis de crescimento;
· Direcção axial, no sentido das fibras, longitudinal em relação ao caule.

Direcção ou eixos principais

Secções da madeira

Existem também os falsos anéis de crescimento ou deslocamentos de anéis que podem ser provocados por interrupções de crescimento, devido a períodos de seca, ataques de pragas ou abalos sofridos pela planta. Estes defeitos irão provocar anomalias no comportamento do material.