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IPT recebe equipamentos para fazer tomografia em árvores

IPT recebe equipamentos para fazer tomografia em árvores

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Inovação tecnológica 19/01/11

Três equipamentos recém-chegados ao Centro de Tecnologia de Recursos Florestais do IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo) prometem trazer informações mais precisas ao diagnóstico de árvores quanto à sua condição biológica e ao risco de queda.

Os dois tomógrafos têm como função a detecção de deteriorações e de cavidades em árvores, mas operam de maneiras distintas -[Imagem: IPT]

O tomógrafo por impulso, o tomógrafo por impedância elétrica e o pulling test (vulgarmente conhecido como "puxômetro") seguem as atuais tendências de execução de ensaios não-destrutivos em árvores.

Tomografia de árvores

Os dois tomógrafos têm como função a detecção de deteriorações e de cavidades em árvores, mas operam de maneiras distintas.

O modelo por impulso executa a medição do "tempo de voo" do sinal gerado por um martelo eletrônico, que é transmitido e recebido por sensores instalados ao redor da circunferência do tronco.

Os sinais variam de acordo com o módulo de elasticidade (MOE) e a densidade da própria madeira.

Os dados coletados são inseridos em um software para o cálculo das velocidades sônicas aparentes e o desenho do mapa da árvore, com imagens em 3D para o diagnóstico de deteriorações e outros defeitos internos.

"Quanto mais alta a velocidade da onda sônica que percorrer o lenho, ou seja, o tempo de propagação entre dois pontos da árvore, maior será a resistência da madeira", explica Takashi Yojo, pesquisador do IPT. "Em outras palavras, a velocidade será alta se a madeira estiver em boas condições, e baixa caso haja um apodrecimento, rachadura ou fissura na árvore".

Tomógrafo por impedânca

O segundo tomógrafo, por impedância elétrica, irá permitir a obtenção de informações sobre as propriedades químicas da madeira, como teor de umidade, estrutura das células e concentração iônica.

O modelo faz uso da corrente elétrica para verificar alterações provocadas pela deterioração em tais características, e traz como resultado um mapa bi e tridimensional sobre o atual estado de resistência da árvore.

"Quando o lenho está seco, a corrente demora a passar porque a resistência elétrica está elevada, enquanto, na madeira verde, a energia circula com facilidade", exemplifica o pesquisador.

Para a execução dos ensaios, os dois modelos podem contar com o auxílio de um compasso de calibre, ferramenta que determina as posições dos pontos de medição e é particularmente útil em árvores de grandes dimensões ou de estruturas irregulares.

Penetrômetro

Os resultados combinados dos dois tomógrafos irão oferecer informações mais precisas sobre os tipos e as localizações dos problemas nas árvores.

Segundo a pesquisadora Raquel Amaral, do Laboratório de Preservação de Madeiras e Biodeterioração de Materiais do IPT, o principal equipamento disponível atualmente para o diagnóstico das árvores no Instituto é o penetrômetro, que permite avaliar a perda de resistência mecânica do lenho e a presença de organismos no interior da árvore.

"Não se trata de um equipamento destrutivo, mas invasivo; ele possui uma broca com diâmetro de 0,9 mm que penetra na árvore e fornece respostas somente na linha de passagem da ferramenta", explica ela.

Imagens em 3D do interior da árvores permitem o diagnóstico de deteriorações e outros defeitos internos. [Imagem: IPT]

Mais completos e precisos, os novos ensaios com os tomógrafos permitirão um rastreamento da seção transversal e também em 3D, além de irem ao encontro das atuais tendências em ensaios não-destrutivos.

"Observamos hoje que o rompimento na maioria das árvores ocorre na região do colo, na transição entre raiz e tronco, e o penetrômetro consegue detectar grande parte dos problemas", afirma Raquel. "Em caso de dúvida, os dois tomógrafos farão a análise no colo e nas camadas acima ou abaixo dessa linha, ou seja, vamos alcançar uma maior rastreabilidade e uma segurança maior nas análises, sem causar danos à árvore".

Puxômetro

Terceiro equipamento adquirido, o pulling test ou puxômetro é usado para obter informações sobre a estabilidade no tronco e nas raízes.

Para a execução do ensaio, é exercida uma carga com uma manivela e um cabo de aço; a reação da árvore submetida ao estresse sob esta carga será medida por um inclinômetro e por um elastômetro, que avaliarão a carga de ruptura e as propriedades mecânicas do lenho.

Risco de queda da árvore

As informações fornecidas pelos três novos equipamentos servirão ainda para ampliar os parâmetros do modelo de cálculo estrutural, desenvolvido em 2004 pelo IPT para a análise de risco de queda de árvores.

Um dos principais gargalos da ferramenta é a avaliação das propriedades da raiz, que sofre modificações na interação com o solo.

"O diferencial no uso do pulling test será a inferência sobre a estabilidade do sistema de raízes da árvore, cuja avaliação é hoje limitada por ser um órgão subterrâneo", explica Raquel.

O outro é o cálculo da carga de vento, pois a vibração é muitas vezes a responsável pela queda de uma árvore, e não a força estática: "Como os ensaios no pulling test medem compressão, inclinação, tração e rotação da árvore, teremos condições de calcular a frequência de vibração das árvores a partir de tais constantes", explica Yojo.

Para adaptar os equipamentos fabricados na Alemanha às demandas da biodiversidade brasileira, as equipes dos pesquisadores dos dois laboratórios estão criando parâmetros para o uso das novas tecnologias em espécies nativas.

"As árvores na Alemanha têm uma menor densidade de lenho em comparação às do Brasil. Elas são classificadas como madeiras moles e não possuem a mesma resistência de espécies encontradas aqui, como o pau-ferro e a peroba", conclui Raquel.

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