Pensar em determinação da densidade da madeira por meio de um método que fosse rápido (em segundos), preciso e não destrutivo (sem derrubar a árvore) até 10 anos atrás, no Brasil, seria utopia. Com o avanço da tecnologia, com equipamentos de alta capacidade de processamento de dados e portáteis, abriu-se espaço para a introdução de metodologias não destrutivas de caracterização da madeira, em especial para determinação da densidade da madeira.

Essa evolução aumentou a competitividade das empresas florestais, em que novos equipamentos foram incorporados nas rotinas de campo e de laboratório, principalmente, no setor de melhoramento genético das empresas florestais, em que metodologias não destrutivas, utilizando o Near Infrared Spectroscopy (NIRS), resistógrafo, tomógrafos e densitometria de raios X, auxiliaram na seleção precoce de clones.  

A densidade da madeira é um parâmetro de extrema importância, pois varia em função do tipo de solo, precipitação, clima, altitude, ventos, fertilização, tratos silviculturais e entre espécies e clones. Apesar de o foco principal das empresas ainda ser a produtividade, a densidade da madeira está ganhando cada vez mais destaque como característica de separação ou mistura de materiais genéticos (clones) que serão processados. Portanto determinar a densidade da madeira, de modo rápido e preciso, é fundamental para tomada de decisões nos tempos atuais.

As empresas florestais (principalmente ligadas ao setor de celulose), foram as primeiras a introduzirem equipamentos não destrutivos para a determinação da densidade da madeira, que antes eram utilizados na área de arborização urbana para diagnose do risco de queda de árvores. Atualmente, os equipamentos não destrutivos de caracterização da madeira já são utilizados em empresas ligadas à produção de carvão vegetal, painéis (MDF e MDP), e, até no setor de madeira serrada, já existem registros de equipamentos não destrutivos para determinação da densidade.

Os métodos não destrutivos não alteram as características anatômicas, físicas, químicas e mecânicas da madeira ou da árvore viva, bem como não interferem no seu uso futuro. Comparados aos métodos convencionais, as metodologias não destrutivas têm como vantagens: possibilidade de reúso da amostra testada; classificação em classes de qualidade; detecção de defeitos internos e de outliers; rapidez na análise de um grande número de amostras em curto espaço de tempo, proporcionando custos reduzidos, além de confiabilidade dos resultados; redução de perdas de material e preparo mínimo da amostra, sem reagentes químicos.

Porém têm como desvantagens o alto preço dos equipamentos (a maioria é importada), carência de profissionais qualificados que realizam o treinamento e a manutenção desses equipamentos em todas as regiões do Brasil, e alguns métodos necessitam de calibração e um maior entendimento em estatística.

As metodologias não destrutivas que utilizam equipamentos como o trado de incremento, resistógrafo, tomógrafo de impulso, densitômetro de raios X, NIRS, entre outros, já foram pesquisadas por universidades e validadas para determinação da densidade da madeira.

O trado de incremento, apesar de não ser um equipamento com processador embarcado, é utilizado para retirar amostra do lenho da árvore viva e consiste na penetração de haste metálica oca com uma ponta rosqueada, onde fica inserida a bagueta de madeira com, aproximadamente, 5 mm de espessura e comprimento variável.

Pode ser utilizado manualmente (necessita de grande esforço físico do operador), com uso de furadeiras portáteis ou perfuradores mecanizados. O uso do trado de incremento não permite a determinação da densidade, porém permite a retirada de amostras sem a necessidade da derrubada da árvore e com o mínimo de pessoal. Nesse método, a amostra é utilizada para determinação da densidade por NIRs ou densitometria de raios X.

O resistógrafo, também conhecido como penetrógrafo eletrônico, tem aplicabilidade na análise de parâmetros físicos (resistência, dureza e densidade) e biológicos (sanidade) da madeira de árvores, postes e produtos de madeira. O princípio de funcionamento baseia-se na resistência à perfuração do lenho das árvores por uma agulha metálica fina, de 1,5 mm de diâmetro e comprimento variável, de ponta afilada, acionada por um motor em movimento de rotação constante, apresentando regulagem específica para madeiras de alta e baixa densidade.

Estudos comprovaram a potencialidade de determinação da densidade da madeira com o resistógrafo por meio de calibrações e ferramentas estatísticas. Algumas empresas florestais ligadas ao setor de celulose e papel já utilizam o equipamento na seleção de árvores nos programas de melhoramento genético para seleção precoce de clones.

A metodologia de tomografia de impulso baseia-se na medição do tempo e velocidade de transmissão das ondas mecânicas através do lenho, entre os diferentes sensores fixados no tronco das árvores, que geram uma imagem de diferentes tonalidades da seção transversal do lenho do tronco.

Nas empresas florestais, essa metodologia não foi incorporada nas rotinas de campo devido ao alto custo e à demora de instalação do equipamento nas árvores. Porém a metodologia foi validada cientificamente, estimando a densidade da madeira.

A densitometria de raio X é uma das metodologias mais precisas de determinação da densidade, pois mede, a cada 50 micrômetros, um valor de densidade, possibilitando construir um perfil de densidade ao longo do sentido medula-casca.

Tem como vantagens a alta precisão e sensibilidade da análise; fácil interpretação dos resultados; possibilidade de utilização de amostras de discos ou baguetas; e análise qualiquantitativa da variação da densidade, por meio de imagens radiográficas em 2D e 3D. A escassez de equipamentos de raio X digital no Brasil, a utilização de radiação que faz com seja necessária uma autorização especial para aquisição do equipamento e o alto preço são desvantagens de tal metodologia.

O NIRS baseia-se na espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho e, até alguns anos atrás, foi uma tecnologia deixada em stand-by. Porém, recentemente, houve um avanço dos equipamentos, que passaram a gerar um espectro mais preciso, e do método de processamento dos dados (quimiometria).

A grande vantagem da tecnologia NIRS é que ela substitui técnicas de análises de rotina, que são lentas, caras, trabalhosas e numerosas; possibilita avaliar vários parâmetros físicos e químicos ao mesmo tempo; não necessita de preparação do material (uso de reagentes ou solventes) para aquisição do espectro NIR (amostra deve estar moída e seca, porém já existem trabalhos com amostras nas formas de disco e cavacos); e possui um menor custo analítico entre todas as metodologias não destrutivas.

Porém tem como desvantagens a necessidade de um número mínimo de amostras (depende do material – homogeneidade da população amostral), calibração, conhecimentos avançados de quimiometria (estatística multivariada) e o alto preço do equipamento.

Assim, a determinação da densidade da madeira por métodos convencionais (saturação em água e massa seca em estufa), com a derrubada de árvores, acaba se tornando um processo oneroso e demorado quando comparado com as metodologias não destrutivas. As empresas florestais já estão em busca dessas inovações para a mensuração da qualidade da madeira, por serem rápidas, eficientes e seguras para as tomadas de decisões no campo e na indústria.