1. Antecedentes históricos dos raios X e sua aplicação em madeiras:
A descoberta dos raios X pelo físico alemão Wilhelm Roentgen, em 1895, revolucionou a medicina pelas inéditas imagens não invasivas do corpo humano.  Seguiu-se um período de ampla aplicação dos raios X nas pesquisas não destrutivas de diferentes materiais, incluindo a madeira e seus produtos.

A referência mais antiga da inspeção qualitativa dos defeitos internos da madeira de hélices e de componentes dos aviões e das estruturas de madeira (biodegradação, microfissuras e nós, etc.) é da década de 1930. Na década seguinte, com os avanços da metodologia e dos equipamentos de raios X, foi possível a avaliação qualitativa com a determinação da densidade do lenho dos anéis de crescimento das árvores de plantações florestais, da madeira e seus produtos.

Posteriormente, na década de 1970, verificou-se a correlação da densidade dos anéis de crescimento de coníferas e de folhosas com as variáveis climáticas, consolidando a aplicação da densitometria de raios X na dendrocronologia, climatologia e silvicultura.

A partir da década de 1990, foram instalados, em inúmeros países, novos laboratórios dedicados à aplicação dos raios X em madeiras e seus produtos, como Laboratório de Dendrocronologia e de Densitometria de Raios X, no Departamento de Ciências Florestais da Esalq-USP. Desde a sua implantação, o laboratório tem obtido avanços técnico-metodológicos significativos e compartilhado com instituições de pesquisa, universidades e empresas parceiras do Brasil e de países da América Latina.

2. Aplicação da densitometria de raios X em madeira e carvão de Eucalyptus e de Corymbia: estudo de caso

Apesar da extensa literatura reportando a densitometria de raios X na análise do lenho das árvores e da madeira de inúmeras espécies, as informações sobre sua aplicação em eucaliptos são, ainda, limitadas. A bibliografia restringe-se, praticamente, aos resultados publicados por pesquisadores do Brasil, Portugal e da Austrália.

No presente estudo de caso, detalha-se a aplicação da metodologia de raios X na obtenção de perfis radiais da microdensidade aparente do lenho e do carvão de árvores de Corymbia citriodora e de Eucalyptus urophylla. De forma inédita, apresenta a construção de mapas do tronco de árvores dessas espécies expressando a variação da densidade do lenho e do carvão, como metodologia de seleção de clones para a produção de carvão vegetal, estendendo-se sua aplicação para celulose e papel, painéis, madeira sólida, etc.

Procedimento metodológico: amostras do lenho cortadas em 6 alturas do tronco das árvores de C. citriodora e de E. urophylla foram seccionadas transversalmente, climatizadas (20 ºC, 60% UR, 24 h, 12% HU) e irradiadas em câmara de raios X (Faxitron MX20-DC12). As imagens digitais do lenho foram analisadas no software Windendro, obtendo-se os perfis radiais de microdensidade (intervalo de 15 μm) aparente do lenho.



As mesmas amostras de madeira foram carbonizadas em forno elétrico (incrementos de 15 °C; 30 min., taxa média de 0,5 °C/min.; temp. máx. 450 °C, tempo total 10 h) e, da mesma forma, acondicionadas, irradiadas e montados os perfis radiais de densidade do lenho. Os mapas do tronco de árvores das espécies indicativos da variação da densidade do lenho e do carvão foram construídos a partir da aplicação do software Scilab.

Resultados: os perfis radiais da densidade aparente do lenho (traço azul) e do carvão (traço vermelho) em 6 alturas do tronco das árvores de C. citriodora e de E. urophylla, conforme mostra a Figura 1, evidenciam diferenças significativas na contração radial/redução do comprimento das amostras do lenho no processo de carbonização.

Indicam, ainda, uma densidade significativamente menor do carvão em relação ao lenho, apresentando, no entanto, um modelo de variação de densidade radial similar, pela manutenção da estrutura anatômica do lenho após a sua carbonização.  Verifica-se, também, menor densidade do lenho e do carvão próximo da medula (lenho juvenil, maior % na extremidade do tronco) e aumentando em direção à casca (lenho adulto).

O DAP (posição 2) do tronco das árvores apresenta o menor valor da densidade aparente da madeira e do carvão e os maiores valores na sua base e ápice (posições 1 e 6).

Os mapas da variação da densidade aparente do lenho e do carvão do tronco das árvores de C. citriodora e de E. urophylla, conforme mostra a Figura 2, indicam menores valores na sua região interna, próxima à medula, com aumento gradativo da densidade do lenho e do carvão do DAP para o topo do tronco.

No tronco das árvores de C. citriodora, a variação da densidade aparente do lenho (tons alaranjados a escuros) foi de 0,6-1,0 g/cm³ e do carvão (tons azulados a esverdeados), de 0,3-0,6 g/cm³.  Para as árvores de E. urophylla, a variação da densidade aparente da madeira (tons alaranjados) e do carvão (tons esverdeados) foi de até 0,8 e 0,5 g/cm³, respectivamente.

A justaposição dos mapas dos perfis do tronco das árvores permite visualizar a distribuição da densidade aparente do lenho e do carvão, bem como os valores de sua correlação, ou seja, a comparação do tronco cortado e, em seguida, o transformado em carvão. Nas regiões interna e externa do lenho da base do tronco das árvores, determinaram-se os menores e os maiores valores de densidade aparente do lenho e do carvão, respectivamente.

Conclusões e perspectivas da aplicação da densitometria de raios X: a densidade é considerada um dos principais parâmetros de avaliação da qualidade do lenho das árvores, da madeira e de seus produtos. Como parâmetro físico do lenho, é analisada ao longo da rotação das florestas, juntamente com o crescimento volumétrico das árvores.

Influenciada pelas práticas de manejo florestal, genética, variáveis edafoclimáticas e, atualmente, pelas mudanças climáticas e eventos climáticos extremos, demanda a avaliação contínua, com a aplicação de métodos inovadores e de elevada acurácia. A densitometria de raios X permite detectar as alterações intra e interanuais da densidade aparente do lenho – e no presente estudo de caso do carvão – ao longo do crescimento e do desenvolvimento do tronco das árvores.

Essa possibilidade abre perspectivas da construção de mapas de densidade do lenho e do carvão do tronco das árvores de eucaliptos – além das coníferas, como o pínus – ao longo do ciclo de maturação das florestas, constituindo um importante indicador a ser incorporado nas estratégias de decisão das empresas florestais.