5.2 AVALIAÇÃO DO MÓDULO DE ELASTICIDADE DINÂMICO (MOE d ) NA
5.4.3 Análise de Cluster (Agrupamento)
A valoração de uma área florestal está intimamente ligada à qualidade da matéria- prima que reside no local. Deste modo, a realização de um inventário da qualidade na área a ser explorada pode classificar e qualificar a madeira, predizendo suas diversas possibilidades de uso final.
Na Amazônia, não é fácil à frequência de uma espécie em diversas áreas, para obtenção do volume de madeira. Assim, faz-se necessário o conhecimento de espécies alternativas, com mesmo padrão de qualidade em resposta ao uso final. Ressaltando que, a frequência de espécies amazônicas em 1 hectare é baixa, em razão da grande diversidade de espécies existentes. A partir de estudos técnicos, podem-se caracterizar espécies alternativas, para comercialização de madeiras, maximizando o número de oferta de outras espécies florestais para o mercado com mesmo padrão de qualidade.
Nesse sentido, utilizou-se a análise de Clusters por distância Euclidiana (técnica de agrupamento) entre as variáveis determinadas, com os 19 indivíduos. O objetivo foi caracterizar grupos, de forma que, dentro de cada um deles obtenham-se espécies de propriedades equivalentes, de alta homogeneidade. Assim, obteve-se uma árvore hierárquica com possíveis grupos, variando em função da distância euclidiana entre as variáveis, conforme ilustra a Figura 42.
Este método forma grupos mais homogêneos que o formado por outros métodos. Quando ele é aplicado para fornecer a distância entre conjuntos de elementos, ele seleciona a distância que corresponde à maior diferença entre os elementos de grupos distintos (Alencar, 2009).
Figura 42 – Classificação hierárquica direta da análise de Cluster para as variáveis estudadas
nos 19 indivíduos.
Segundo Possoli (1984), quando as unidades observadas vão sendo combinadas em grupos, o detalhe inicial é perdido. O ponto principal é a escolha de uma linha de corte que indique um conjunto significativo de grupos. Na análise do dendrograma foi traçada uma linha de corte na altura 10, aproximadamente, destacando “3” grupos distintos (Tabela 08).
Grupo Árvore Espécie ρb (g/cm³) CA (%) VTR (m/s) MOEdTR (MPa) T.I. (%s) 1
1 Inga alba (Sw.) Willd. 0,552 1,45 469 20.533 96,29
14 Byrsonima crispa Juss. 0,487 1,48 436 18.602 100
13 Protium puncticulatum Macbr. 0,629 1,50 780 57.139 100
15 Byrsonima crispa Juss. 0,590 1,28 749 53.899 100
19 Swartzia recurva Poepp. 0,800 1,33 533 26.975 97,47
Média Geral 0,612 1,40 593 35.430 98,752
2
2 Inga paraensis Ducke. 0,656 1,64 960 81.492 8613
5 Micrandopsis scleroxylon W. Rodr. 0,920 1,62 872 75.001 84
6 Micrandopsis scleroxylon W. Rodr 0,909 1,78 776 58.008 96,46
7 Micrandopsis scleroxylon W. Rodr 0,882 1,77 668 45.902 89,66
12 Protium tenuifolium Engl. 0,793 1,74 866 70.233 91,67
3 Inga sp. 0,937 1,34 925 80.949 100
10 Eschweilera odora (Poepp.) Miers. 0,796 1,42 883 75.332 100
4 Micrandopsis scleroxylon W. Rodr 0,917 1,29 953 89.793 91,34
18 Pouteria guynensis Aubl. 0,857 1,09 983 92.364 97,97
8 Eschweilera odora (Poepp.) Miers. 0,813 1,75 915 83.764 99,46
9 Eschweilera odora (Poepp.) Miers. 0,869 1,85 1013 95.275 100
17 Manilkara amazonica (Huber.) Standley 0,917 1,87 1039 99.963 100
16 Byrsonima crispa Juss. 0,644 1,80 845 70.966 100
Média Geral 0,839 1,61 900 78.388 95,13
3 11 Protium tenuifolium Engl. 0,728 1,77 1.398 184.110 100
ρb = densidade básica; CA = coeficiente de anisotropia; VTR = velocidade na árvore no sentido transversal por stress wave timer;MOEdTR = módulo de elasticidade dinâmico
A vantagem na realização do agrupamento por meio deste tipo de análise é a fácil visualização e interpretação dos resultados, vez que ele reúne todas as características próximas de cada indivíduo para formação dos grupos.
O Grupo 1 (verde) foi formado por 5 indivíduos distintos: Inga alba, Byrsonima
crispa, Protium puncticulatum e Swartzia recurva.
O Grupo 2 (marron) foi constituído por 13 indivíduos, predominando gênero Inga
paraensis, Micrandopsis scleroxylon, Protium tenuifolium, Inga sp., Eschweilera odora, Pouteria guynensis, Manilkara amazonica e Byrsonima crispa. O Grupo 3 foi composto
unicamente da espécie Protium tenuifolium Engl.
Em comparação aos valores médios entre os grupos, o grupo 2 apresentou médias superiores em relação ao grupo 1, haja vista que agregou o maior número de indivíduos.
Com relação às propriedades físicas, a densidade básica apresentou maior variação no grupo 1 com madeiras de baixa a alta densidade (0,487 a 0,800 g/cm3), enquanto no grupo 2, predominaram madeiras de média a alta densidade, com variação de 0,644 a 0,937 g/cm3, e no grupo 3, madeira de média densidade.
O coeficiente de anisotropia apresentou comportamento homogêneo nos grupos, registrando madeiras com estabilidade dimensional dentro dos padrões de normalidade para usinagem.
Para a variável velocidade, entre o grupo 1 e 2, o segundo apresentou maior média com 78.338 m/s, justificado pelo padrão de variação existente dentro do grupo. O grupo 3 foi um caso ímpar, apenas com um indivíduo, obteve velocidade de 1.398 m/s, diferenciando dos demais. Entretanto, ao analisar as variáveis envolvidas, justifica-se que esta diferença amostral pode ter sido influenciada pelo diâmetro da árvore e o tempo da onda de tensão percorrido no lenho, uma vez que apresentou menor tempo percorrido e, consequentemente maior velocidade e módulo de elasticidade.
O módulo de elasticidade dinâmico (MOEdTR) foi maior no grupo 2, por apresentar
maior variabilidade dos dados com valores de 45.902 a 99.963 MPa.
Em síntese, o grupo 2 apresentou os melhores valores médios para indicação de possíveis espécies alternativas no mercado madeireiro, com características tecnológicas de qualidade. Como externalidade positiva, agregou espécies de mesmo gênero com outras espécies de características semelhantes, representando madeiras de boa qualidade, e que possivelmente, podem ser inseridas na cadeia produtiva da madeira.
Ressalta-se ainda, que, as madeiras do grupo 2, além das características destacadas, apresentam visualmente a coloração do cerne e alburno mais intensa em relação ao grupo 1. Esta característica também pode colaborar para introdução no mercado madeireiro, com novos designs na utilização da madeira do cerne e alburno, como ocorre com a espécie Saboarana (Swartzia laevicarpa – ρb 0,85 g/cm3), muito apreciada no mercado pela estética e
fácil trabalhabilidade, assim como outras espécies da família Fabaceae, que possuem alta densidade e fácil usinagem.
A diferença de cores entre o material lenhoso (cerne e alburno) é característica de cada espécie, e pode ser considerada como um diferencial na classificação da madeira. Quando apresenta densidade desejável pode ser comparada com espécies nobres aumentando a valoração da madeira. Porém, o princípio funcional é a preferência do mercado, principalmente o internacional, que compra madeiras tropicais de alta resistência e cores diversas.
Deste modo, ao comparar este material lenhoso, vislumbra-se a utilização total da matéria-prima, pelos resultados semelhantes entre estes. O que pode esclarecer as questões sobre madeiras claras que possuem baixa resistência, ou seja, o alburno da madeira de alta densidade também apresentará alta densidade. Corroborando para o observado nas madeiras deste trabalho, que 90% apresentaram cerne e alburno distintos e com baixa diferença na densidade em relação ao cerne. Registrando-se que, o alburno pode ser utilizado de forma igual ou semelhante ao cerne. Também observado na variação de 0,97% entre estes na velocidade de propagação das ondas e pela análise de agrupamento que combinou as árvores fortalecendo o material lenhoso.
Avaliar a qualidade da madeira por meio de ensaios não destrutivos - stress wave
timer e tomógrafo de impulso - permitem uma pré-classificação da madeira na árvore in loco.
Aliada a determinação das propriedades físicas, é possível predizer sobre a qualidade da madeira para exploração da matéria-prima. Entretanto, outros estudos ainda devem ser realizados, para alcançar a maior precisão neste processo, uma vez que madeiras da Amazônia são indivíduos complexos pela sua composição. Contudo, são muito comercializadas e preferidas pela diversidade de cores e densidade.
Outra observação quanto a este trabalho realizado a partir da metodologia não destrutiva é a vantagem de valorar a árvore ainda em pé, sendo este um dos objetivos do INCT – Madeiras da Amazônia. Atualmente, a volumetria da madeira somente tem “valor real” a partir do beneficiamento, quando é avaliada visualmente, livre de defeitos e de acordo
com a espécie disponível. A valoração da árvore em pé para fins comerciais, ou seja, antes do corte (exploração), ainda é baixo. Foi observado que quando se trata de “serviços ambientais”, tais como, o crédito de carbono, entre outros serviços que mantenham a integridade da floresta, não foi encontrado um valor para mantê-la em pé, que servisse de parâmetro na valoração da árvore in situ.
Com a prática destas técnicas não destrutivas é possível aumentar a valoração da madeira, tendo em vista a possibilidade de avaliar sua qualidade interna antes da exploração e predizer uma classificação para o melhor uso final.
6 CONCLUSÃO
A partir dos resultados obtidos permite-se apresentar as seguintes conclusões das perguntas centrais da investigação, de acordo com os objetivos e hipóteses do trabalho.
A madeira do alburno e do cerne das árvores estudadas possui aptidão tecnológica para inserção no setor produtivo.
O uso do stress wave timer na árvore in situ indicou o sentido diagonal como o melhor para emissão de ondas de tensão por ser mais homogêneo.
O módulo de elasticidade dinâmico obtido foi semelhante entre as toras (cerne e alburno) e tábuas.
Com o stress wave timer foi possível a formação de grupos por classe de variação (velocidade ou módulo de elasticidade dinâmico).
As imagens tomográficas obtidas revelaram que não há diferença nas imagens do lenho com cerne e alburno distinto ou indistinto.
A utilização em conjunto do tomógrafo de impulso com o stress wave timer confirmou que é possível predizer a qualidade da madeira.
A melhor técnica não destrutiva é a propagação de onda por tomografia de impulso pela quantidade de informações obtidas.
Na análise de Cluster, o grupo 2 apresentou características satisfatórias a partir das variáveis determinadas, evidenciando as espécies Micrandopsis scleroxylon e Eschweilera
odora de grande ocorrência na região, além das espécies Pouteria guynensis, Inga paraensis, Inga sp., Protium tenuifolium, Manilkara amazonica e Byrsonima crispa.
O uso de tecnologias alternativas na caracterização das espécies permitiu registrar um padrão de variação do módulo de elasticidade dinâmico na madeira e identificar a qualidade interna do lenho. Esse resultado confirma que por meio de um “inventário de qualidade”, há possibilidade da predição da qualidade da madeira in situ por técnicas de propagação de onda, para auxiliar na tomada de decisão, na etapa pré-exploratória de um manejo florestal, direcionando a espécie ou indivíduo para o melhor uso.
7 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho é parte do Projeto INCT - Madeiras da Amazônia que objetiva o desenvolvimento de técnicas para qualificar a madeira, agregar valor e aumentar o rendimento, de forma a melhorar a demanda de madeira na indústria de base florestal da região, acompanhando o processo da cadeia produtiva da madeira.
Embora os resultados tenham sido satisfatórios, fazem-se necessários novos estudos com a metodologia não destrutiva, pela técnica de propagação de onda, utilizando os equipamentos stress wave timer e tomógrafo de impulso. Sendo necessário ainda, um número maior de espécies, no mesmo sítio e em sítios diferentes, para estabelecer um banco de dados com ensaios não destrutivos em madeiras da Amazônia, com árvore in situ e toras. Deste modo, será possível estabelecer um padrão de variação dentro e entre espécies, uma vez que foi confirmada a possibilidade de uso neste trabalho, a fim de agrupar um número significativo de espécies com material distinto, indistinto, com defeito interno, entre outras características, para facilitar a formação de classes de qualidade com base no padrão de variação dos grupos estabelecidos dentro de cada um. .
Que seja realizado estudo de usinagem nas espécies do gênero Eschweilera e
Micrandopsis, evidenciadas no grupo 2 pelas suas características e aproveitamento do alburno
e cerne, considerando ainda sua distribuição e frequência na região.
Sugere-se que esta técnica de propagação de onda, seja recomendada como ferramenta de uso pelos órgãos ambientais na avaliação da sanidade das árvores urbanas com risco de queda. Após estabelecimento de um padrão de variação, que seja utilizada em inspeção industrial, com vista à inclusão de instruções normativas. E ainda, pelas empresas do segmento da indústria madeireira em conjunto com Instituição de Pesquisa, como pré-seleção na tomada de decisão na exploração e usos comerciais.
Sugere-se que novos estudos devem ser realizados com o tomógrafo de impulso para calibração de madeiras da Amazônia, na caracterização por velocidade, com a formação de uma chave de identificação.
Ressalta-se ainda, a importância do custo x beneficio destes equipamentos, ou apenas do tomógrafo de impulso. O uso deste(s) aparelho(s) pode otimizar a exploração de árvores indesejáveis – possíveis defeitos, direcionando o melhor uso.
Considera-se que, este trabalho atende uma das etapas do projeto INCT - Madeiras da Amazônia, e que esta pesquisa responde alguns questionamentos sobre a sustentabilidade dos sistemas de uso da floresta, iniciando um processo de criação de mecanismo para uso sustentável dos recursos florestais, valorizando a matéria-prima in loco e contribuindo para as decisões de plano de manejo e aumentado o rendimento madeireiro da Amazônia, com o melhor aproveitamento do alburno, por apresentar propriedades tecnológicas semelhantes a madeira do cerne de algumas espécies que fazem parte do setor produtivo.
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