MICRODENSITOMETRIA

Para a determinação da densidade da madeira, os métodos mais comuns e amplamente aceitáveis são baseados em medições radiográficas. Dentro destas, os raios- x são o método mais comum. A radiografia da madeira por raio-x foi desenvolvida nos anos 60, principalmente por Polgue (1966), e hoje a maioria das investigações são ainda baseadas na avaliação de radiografias de raio-x (König et al., 2005; Mannes et al., 2007).

Com estes métodos é possível estimar, para além da densidade média do anel (Dmed) e da percentagem de lenho final (%LF), outras componentes tais como a densidade mínima (Dmin), densidade máxima (Dmax), densidade do lenho inicial (DLI) e final (DLF), largura do anel (LA) e a heterogeneidade dentro dos anéis (IH), componentes estas extremamente importantes para o aprofundamento dos conhecimentos das potencialidades da madeira (Silva & Louzada, 2001).

O método utilizado neste estudo recorre à utilização de raios-x e, segundo Lousada (2000), esta técnica permite a obtenção de um registo contínuo da variação da

72 densidade da madeira e das suas componentes, da medula até à casca e envolve basicamente duas etapas:

 A radiação com raios-x dos provetes de madeira por forma a obter-se uma imagem negativa dos mesmos, impressa numa película de raios-x;  A leitura da densidade ótica dessa película por um microdensitómetro,

que, por sua vez, será posteriormente correlacionada e convertida em densidade real da madeira.

Como os principais constituintes da madeira (celulose hemiceluloses e lenhina) são formados basicamente por apenas três elementos (carbono, oxigénio e hidrogénio) com peso atómico reduzido, são particularmente transparentes aos raios-x. Assim, só necessitam de radiações de baixo nível energético (com comprimento de onda elevado) para serem atravessados (Lousada, 2000).

A madeira ao ser atravessada pela radiação absorve parte desta, sendo a restante impressa na radiografia. Assim, esta apresenta diferentes tonalidades consoante a densidade da madeira. Por esta razão, é fundamental que a amostra tenha espessura e humidade uniformes, a fim de se evitarem erros.

Para esta análise foram retirados provetes de 1,5 cm de largura (dimensão tangencial) das 20 amostras, segundo a melhor orientação possível dos anéis de crescimento, e de espessura (dimensão axial) constante de aproximadamente 1,8 mm (Figura 43).

73 3.2.4.1. RADIOGRAFIA

De forma a propiciar uma boa definição dos anéis de crescimento, é necessário garantir que a dosagem de radiação seja uniformemente distribuída por toda a película e que o feixe de radiação incida na madeira paralelamente ao eixo longitudinal dos traqueídos (Lousada, 2000).

Para as madeiras de resinosas, como é o presente caso, as amostras são radiografadas na direção axial, já que é esta a que proporciona melhor definição dos limites dos anéis de crescimento (Lousada, 2000).

A película utilizada foi do tipo Kodak Instrex CX, a qual apresenta as características mais adequadas a esta aplicação (Figura 44). Quanto à voltagem utilizada foi de 18 Kv, com uma intensidade de 12 mA e um tempo de exposição de 300 s.

A revelação (4 minutos) e a fixação (4 minutos) foram feitas à temperatura ambiente de 20 ºC, num tanque com agitação forçada do revelador Kodak LX24 e do fixador Kodak AL4.

Figura 44– Película de raios-x com algumas das amostras e os padrões.

3.2.4.2. DENSITOMETRIA

Tal como referido, o presente método microdensitométrico por raios-x não determina diretamente a densidade real da madeira, mas sim a densidade ótica das amostras impressas numa película de raios-x, através dum microdensitómetro (Lousada, 2000).

74 O “output” do microdensitómetro é um registo de valores de densidade ótica relativa, que terão que ser convertidos em valores equivalentes de densidade real da madeira (Lousada, 2000).

A leitura das películas de raios-x foi efetuada por um microdensitómetro de duplo feixe JOYCE LOEBL MK3 (Figura 45), o qual está equipado com um sistema duplo de saída de dados. Deste modo, o registo da variação da densidade ótica foi feito em fita furada numa escala de 0 a 999 e, simultaneamente, num traçador de gráficos.

Como a mesa onde são colocadas as películas pode deslocar-se em intervalos diminutos previamente fixados (a partir de 5 µm), é possível, em concordância com a dimensão radial da janela de leitura, obter-se um registo contínuo da densidade das amostras da madeira.

No presente caso regulou-se o aparelho por forma a que o intervalo entre duas leituras fosse de 100 µm, a altura da janela de leitura de 5 mm (na direção tangencial) e a largura de 1100 µm (na direção radial) que, combinadas com o fator de ampliação de 11x produz uma resolução efetiva de 455 µm (tangencial) por 100 µm (radial) na superfície da película.

75 3.2.4.3. CÁLCULOS PRELIMINARES E REGISTO DOS DADOS NO

COMPUTADOR

Os valores de cada leitura de densidade ótica dos padrões e dos provetes de madeira determinados pelo microdensitómetro foram, numa primeira fase, registados em fita perfurada e num traçador de gráficos (Figura 46).

Figura 46– Gráfico traçado em papel milimétrico.

Depois de rejeitados os valores correspondentes ao início e ao fim das leituras, sempre que estas não coincidiam com o início e o fim dos provetes, bem como os correspondentes a fissuras dos provetes, os valores individuais de densidade ótica foram introduzidos diretamente no computador através de software concebido propositadamente para o efeito e gravados num ficheiro inicial.

Posteriormente, para cada película analisada calculou-se uma equação de regressão linear entre a densidade ótica e a densidade real dos padrões, com uma precisão de quase 100% (0,9900 ≤ R2 ≤ 0,9999), com a qual se procede à transformação dos valores de densidade ótica em densidade real da madeira, os quais foram gravados num segundo ficheiro (ficheiro principal).

A etapa seguinte consistiu em adicionar a informação dos limites dos anéis de crescimento, por um processo de coordenadas, ao ficheiro principal, permitindo, então, o cálculo das componentes da densidade que foram gravadas num ficheiro complementar.

76 3.2.4.4. CÁLCULOS PARA DETERMINAÇÃO DAS COMPONENTES DA

DENSIDADE

 Largura do anel (LA)

Tendo em conta que a distância entre duas leituras é sempre constante (0,1 mm no presente caso), a largura dos anéis de crescimento foi obtida pelo produto desta distância pelo número de leituras efetuadas em cada anel.

 Densidade média do anel (Dmed)

A densidade média do anel foi calculada pela média aritmética de todos os valores de densidade de cada anel de crescimento.

 Densidade média do lenho inicial (DLI), do lenho final (DLF) e da percentagem de lenho final (%LF)

Como critério de definição dos limites entre lenho inicial e final, utilizou -se um método em função de um valor relativo (semi-soma da Dmax e da Dmin).

O cálculo da percentagem de lenho final (%LF) foi realizado através da razão percentual entre a largura do lenho final e a largura total do anel de crescimento.

 Índice de heterogeneidade (IH)

Para estimar a heterogeneidade da densidade dentro dos anéis utilizou-se o método proposto por Ferrand (1982), segundo o qual a heterogeneidade dentro dos anéis é avaliada por um índice traduzido pelo desvio padrão de todos os valores individuais de densidade de cada anel.