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METHOD OF MECHANICALLY CHARACTERIZING WOOD FROM TREE ROOTS

3 DISCUSSÃO GERAL

Para os ensaios realizados com objetivo de avaliar as interferências da posição e da forma de medição em velocidades obtidas nos ensaios de propagação de ondas de ultrassom em 7 raízes de Acrocarpus fraxinifolius, foi possível verificar que as velocidades longitudinais obtidas de forma direta tiveram velocidades variando entre 2500 a 4768 m.s-1. As velocidades longitudinais obtidas de forma indireta apresentaram velocidades variando entre 3179 e 4286 m.s-1. E as velocidades radiais apresentaram valores mais baixos variando entre 2063 e 2996 m.s-1.

As Velocidades Longitudinais obtidas de forma direta foram medidas em 4 quadrantes diferentes e nesses, não houve diferença estatística o que indica que diferenças estruturais eventualmente existentes não foram suficientes para alterar a propagação de ondas. No entanto, ao comparar estes valores entre amostras de raízes, foi possível diferenciar estatisticamente menores velocidades das raízes das árvores 6 e 7. Isto indica que ainda que o ensaio tenha sido realizado dentro de uma mesma espécie ele foi sensível a ponto de captar diferenças de propriedades físicas e/ou mecânicas.

Segundo Brazolin (2009), quanto maiores as dimensões dendrometricas das peças, maiores as chances de encontrar alguma deterioração. As raízes 6 e 7, além de serem as maiores peças dentre as 7 amostras, foram também as únicas amostras que apresentaram características visuais que indicavam uma deterioração por fungo de podridão branca.

A principal ação de fungos de podridão branca é realizar a decomposição da lignina, alterando assim não apenas a composição, mas as propriedades da madeira. Brazolin (2013) evidenciou a redução da densidade, da resistência e da rigidez da madeira biodeteriorada por fungos de podridão branca.

Esse mesmo autor também verificou que a deterioração por fungos provoca maior possibilidade de falha na parede das fibras, deixando o material mais susceptível à ruptura por tração (Brazolin 2009). Considerando as evidências de deteriorações por fungos nas amostras de raízes nas árvores 6 e 7, é possível que a presença deste agente decompositor tenha sido a causa da queda das velocidades em ambas as amostras.

A velocidade longitudinal indireta não mostrou a mesma sensibilidade que a obtida de forma direta, diferenciou-se estatisticamente apenas as árvores 2 e 7. As árvores 6 e 7 continuam sendo as que apresentaram valores numéricos menores de velocidade

longitudinal, como no caso da medição direta A propagação da onda nesse tipo de medição ocorre de forma mais superficial, principalmente nas regiões próximas aos transdutores, se aprofundando e se aproximando à onda de compressão na região intermediária do percurso (Bucur 2006).

Nos resultados das velocidades radiais é possível verificar que o comportamento se diferenciou do obtido com a velocidade longitudinal direta e indireta, uma vez que, por exemplo, as árvores 6 e 7 eram as que apresentavam os menores valores de VL enquanto para VR são as que apresentam os maiores valores. Considerando as bases teóricas da propagação de ondas, a velocidade longitudinal está relacionada com propriedades mecânicas, principalmente com a rigidez (Bucur 2006). A velocidade radial é, em geral, utilizada para avaliar regiões deterioradas e, portanto, tem também relação com a rigidez.

Ao realizar as comparações entre as velocidades longitudinais diretas, indiretas e radiais, foi possível observar que a média das velocidades foi maior na direção longitudinal direta, seguido da longitudinal indireta e mais baixas na direção radial.

As velocidades longitudinais obtidas de forma indireta (VL45) são numericamente diferente das velocidades obtidas de forma direta, porque a propagação da onda superficial não é igual a propagação da onda de volume (Bartholomeu et al 2003).

A diferença entre velocidades obtidas de forma direta e indireta dependem da relação entre o comprimento de percurso da onda (L = distância entre os transdutores) e o comprimento de onda () (Bucur 2006), havendo também a interferência da dispersão da onda (Van Dijk et al. 2013).

Utilizando transdutores de 45 kHz de frequência em vigas de madeira na condição seca, Van Dijk et al. (2013) obtiveram velocidades longitudinais indiretas cerca de 10% inferiores das diretas, para relações L/ entre 5 a 22. Essa diferença subiu para 30% para relações L/ > 22, sendo explicada pelos autores como sendo interferência da maior dispersão das ondas. Nas raízes, ensaiadas na condição saturada, VL foi, em média, 12% superior à VL45 considerando relações L/ sempre entre 3 e 5.

Para as análises cujo objetivo foi verificar a aplicabilidade e resultados preliminares de metodologia de caracterização da madeira de raízes de 6 espécies foi possível identificar que de maneira geral verifica-se, nos resultados desta pesquisa, que a madeira de raiz apresenta densidade básica elevada e superior à indicada na literatura para a madeira do tronco da mesma espécie.

Lemay et al. (2018), em estudo utilizando a conífera Black spruce (Picea mariana), concluíram que a madeira de raízes apresentou maior densidade do que a madeira do tronco. Estes autores argumentam que a maior densidade das raízes permite aumentar a segurança dessa parte do xilema na qual o estresse hidráulico é maior, evitando o processo de cavitação. Os argumentos desses autores se baseiam em pesquisam que mostram que densidades altas estão diretamente relacionadas com altas resistências a embolias induzidas por pressões negativas produzidas pela seca (Hacke et al. 2001). Quanto mais tolerante à seca é a planta, mais negativa a pressão do xilema pode se tornar, evitando-se a cavitação, e maior a carga interna nas paredes do condutor do xilema (Hacke et al. 2001), sendo essa uma importante propriedade das raízes, cuja função de condução é fundamental.

Lemay et al. (2018) observaram que os traqueídes do tronco eram significativamente mais longos e mais estreitos do que os traqueídes das raízes. No entanto, o resultado diferiu do obtido por Pittermann et al. (2006 citado por Lemay et al 2018), que encontraram traqueídes mais longos e largos nas raízes em estudo de várias coníferas.

Por essa razão Lemay et al. (2018) concluíram que não era possível assumir que os traqueídes das raízes eram sistematicamente mais longos que o dos troncos. Scurfield et al. (1972), analisando a ruptura da madeira sob compressão paralela às fibras utilizando microscopia eletrônica de varredura, concluiu que a relação positiva entre a resistência e a densidade diminui com o aumento do comprimento da fibra. Essas mesmas questões (densidade e características anatômicas) terão influência direta nos resultados obtidos por ultrassom.

Bucur (2006) discutiu de forma aprofundada as bases teóricas da propagação de ondas de ultrassom na madeira, indicando que a velocidade é mais afetada pelas características anatômicas do que pela densidade. Considerando que o cálculo dos elementos da matriz de rigidez envolve a densidade e a velocidade é esperado que, em iguais condições de estrutura anatômica, a rigidez obtida por ultrassom aumente com o aumento da densidade. Niemz e Aguilera (1995) obtiveram correlações positivas entre a velocidade de propagação de ondas de ultrassom e o comprimento da fibra em coníferas e folhosas.

Embora sejam escassas as informações a respeito dos módulos de elasticidade nas direções radial e tangencial, módulos de cisalhamento e coeficientes de Poisson, Ozyhar et al. (2013) mostraram que, diferente do que ocorre para os módulos de elasticidade longitudinais e transversais, não há diferenças estatisticamente significativas entre os coeficientes de Poisson obtidos em diferentes condições de umidade, tornando a comparação com a literatura

mais fácil para esses parâmetros, já que há mais disponibilidade de dados para a madeira na umidade de equilíbrio do que saturada.

Por outro lado, o Coeficiente de Poisson da madeira apresenta variabilidade elevada (Bucur 2006, Bodig e Jayne 1982), fazendo com que o mais adequado para viabilizar a avaliação dos dados seja a avaliação da ordem de grandeza e da coerência com o comportamento da madeira considerando sua anatomia.

Uma forma de avaliar a validade dos resultados das constantes elásticas quando não se tem valores comparativos, como é o caso da madeira de raízes, é verificando valores teóricos das relações entre as constantes. Utilizando essas relações verificou-se que, de maneira geral, os resultados obtidos nessa pesquisa para a madeira de raízes não apresentam discrepâncias em relação ao comportamento esperado, validando os resultados em termos de compatibilidade e coerência com o comportamento mecânico da madeira.

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