a utilização das técnicas de análise de imagem e ultrassom para a

V CONFLAT – Congreso Forestal Latinoamericano
Universidade Nacional Agraria La Molina
Lima - Peru
ANÁLISE DE IMAGEM E ULTRASSOM UTILIZADOS NA
CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DUAS ESPÉCIES
AMAZÔNICAS (Aspidosperma macrocarpon Mart. e
Ocotea costulata (Nees) Mez.)
Claudene Calderon – Universidade Federal do Acre (UFAC), Brasil.
Joaquim Gonçalez - Universidade de Brasília (UnB), Brasil
Lima, 20 de outubro de 2011.
1
INTRODUÇÃO
Caracterização Tecnológica de Espécies Madeireiras:
Uso da Análise de Imagem na Caracterização de
Madeiras:
Técnica de Avaliação Não Destrutiva de Madeireira:
ULTRASSOM.
2
USO DA ANÁLISE DE IMAGEM
NA CARACTERIZAÇÃO
ANATÔMICA
3
Um dos primeiros sistemas informatizados para
mensuração de fibras.
C
D
E
B
A
F
Figura 1– Fotografia do sistema informatizado de
comprimento de fibra usado na Universidade de Alberta.
medição
de
A – unidade de projeção de ampliação, B – painel gráfico (Tektronix 4956), C - cursor, D – controlador
do painel gráifico (Tektronix 4956), E - Computador (Tektronix 4051), e F - impressora (Tektronix
4631). Fonte: Micko et al., (1982).
4
Sistema Leica: Modernização do sistema de
mensuração de fibras.
a
b
c
d
5
ULTRASSOM APLICADO A
MADEIRA
6
CONCEITOS
ONDAS SONORAS: São ondas mecânicas que se
propagam em sólidos, líquidos e gases. Necessitam
de um meio de propagação.
FREQUÊNCIA DE PROPAGAÇÃO: entre 20 Hz e
20000 Hz (ou 20 KHz).
7
OBJETIVO
Caracterizar
tecnologicamente
duas
espécies
amazônicas (Aspidosperma macrocarpon Mart. e
Ocotea costulata (Nees) Mez.,) com o uso das
ferramentas de análise de imagem e ultrassom
8
MATERIAL E MÉTODOS
9
MATERIAL E MÉTODOS
ÁREA DE ESTUDO: Estado do Acre, Município de
Cruzeiro do Sul, localizado no Vale do Juruá, Brasil.
BRASIL
ACRE
Vale do Juruá
Cruzeiro do Sul
Figura 1 – Localização da área de estudo.
10
MATERIAL E MÉTODOS
AMOSTRAGEM: 10 amostras de cada espécie foram obtidas
de maneira aleatória e em diferentes movelarias.
10 cm
30 cm
a
b
Figura 2- Coleta e Preparação das amostras para os ensaios.
11
ANÁLISE
DE
IMAGEM:
ANATÔMICA MACROSCÓPICA.
CARACTERIZAÇÃO
Figura 3 - Caracterização macroscópica da madeira com auxílio
da Análise de Imagem. SISTEMA LEICA. Software Application Suite
12
ANÁLISE
DE
IMAGEM:
ANATÔMICA MICROSCÓPICA.
a
CARACTERIZAÇÃO
b
Figura 4 - Caracterização das fibras por análise de imagem: a) Microscópio
acoplado ao computador; b) Visualização do Programa de Análise de Imagem
Laz Es.
13
ENSAIO COM ONDAS ULTRASSONORAS - ULTRASSOM
a
b
Figura 6 - Ensaio de ondas ultrassonoras: a) Equipamento de
ultrassom USLab; b) Amostra submetida ao ensaio.
Equipamento USLab para madeira. Potência
de 700V. Resolução de 0,1 µs.
Transdutores de onda longitudinal e de seção
plana. Freqüência de 45 kHz.
Módulo de Elasticidade
Dinâmico (Mpa):
MOEd D12% xVel2
14
RESULTADOS e DISCUSSÃO
15
CARACTERIZAÇÃO ANATÔMICA MACROSCÓPICA
Espécie: Aspidosperma macrocarpon Mart.
Família: Apocynaceae.
Nomes populares: Amarelinho.
b
a
Espécie: Ocotea costulata (Ness) Mez.
Família: Lauraceae
Nomes populares: Abacaterana.
a
b
1 mm
Tang
Rad
10 X
Figura 7 - Madeira de A. macrocarpon: a) Seções
longitudinal tangencial e radial; b) seção
transversal, aumento de 10x.
1 mm
Tang
Rad
10 X
Figura 8 - Madeira de O. costulata: a) Seções
longitudinal tangencial e radial; b) seção
transversal, aumento de 10x.
16
Tabela 1 - Dados quantitativos dos caracteres anatômicos da madeira de A. macrocarpon,
com valores médio, mínimo, máximo, desvio padrão e coeficiente de variação.
A.
macrocarpon
Média
Mínimo
Máximo
D. –Padrão
CV(%)
CP
(mm)
1,40
1,40
0,73
1,67
0,204
14,49
LF
(µm)
DL
(µm)
EP
(µm)
DP
(µm)
FP
(mm2)
8,62
8,62
70
70,04
>30
>
30
/mm2
24,34 7,10
18,89 4,79 6,37 39,47
29,50 10,82 10,70 93,88
2,605 1,589 1,164 13,224
10,70 22,73 13,52 18,84
FR
(mm)
AR
AR
(mm) LR (µm) (n.cél)
LR
(n.cél)
9
7
11
1,038
11,43
0,21
0,11
0,32
0,049
24,10
1
1
2
0,374
32,26
14,93
10,75
22,60
2,804
18,86
15
6
26
5,093
34,51
CP: Comprimento de Fibras; LF: Largura da Fibra; DL: Diâmetro do Lume; EP: Espessura da Parede da Fibra; DP: Diâmetro
do Poro; FP: Frequência de poros; FR:Frequência de raios; AR: Altura dos Raios; LR: Largura dos Raios.
Tabela 2 - Dados quantitativos dos caracteres anatômicos da madeira de O.
com valores médio, mínimo, máximo, desvio padrão e coeficiente de variação.
CP
(mm)
LF
(µm)
FP
(mm2)
FR
(mm)
AR
(mm)
LR
(µm)
AR
(n.cél)
LR
(n.cél)
Média
1,08
1,08
21,20 10,02
5,59 149,96
150
5,59
16
16
7
0,41
30,14
24
2
Mínimo
0,59
15,50
4,94
3,62
107,92
11
5
0,24
19,75
7
1
Máximo
1,37
26,92 15,44
7,53
211,31
22
8
0,66
42,19
50
3
D. –Padrão
0,22
3,17
0,91
27,40
2,28
0,96
0,10
6,37
10,73
0,35
CV(%)
21,82 15,07 27,93 16,49
18,32
14,30
14,65
23,49
21,19
45,15
17,22
O. Costulata
DL
(µm)
2,74
EP
(µm)
DP
(µm)
costulata,
CP: Comprimento de Fibras; LF: Largura da Fibra; DL: Diâmetro do Lume; EP: Espessura da Parede da Fibra; DP: Diâmetro
17
do Poro; FP: Frequência de poros; FR:Frequência de raios; AR: Altura dos Raios; LR: Largura dos Raios.
CARACTERIZAÇÃO ANATÔMICA MICROSCÓPICA
p
f
r
a
a
b
f
f
pp
r
r
c
d
Figura 9 - Fotomicrografias das três seções de
A. macrocarpon Mart:
c
d
Figura 10 - Fotomicrografias das três seções de
18
O. costulata:
RESULTADOS ULTRASSOM
19
ENSAIO COM ONDAS ULTRASSONORAS - ULTRASSOM
Tabela 3 - Valores da densidade, velocidade e Módulo de elasticidade
dinâmico obtidos com o Ultrassom para as espécies estudadas.
Aspidosperma macrocarpon Mart.
Dens.
Ocotea costulata (Nees) Mez
Dens.
(12%)
Vel.(1)
MOEd (2)
(12%)
Vel.(1)
MOEd (2)
(g/cm3)
(m/s)
(MPa)
(g/cm3)
(m/s)
(MPa)
Média
0,68
0,683
4903
16438
16438
0,78
0,777
4458
15506
15506
Mínimo
0,660
4703
15493
0,676
4021
10928
Máximo
0,728
5067
18684
0,854
4779
18396
D.-padrão
0,019
94
905
0,052
214
2013
C.V. (%)
2,84
1,91
5,51
6,64
4,80
12,98
1 Velocidade
obtida com uso de transdutores planos de 45kHz.
2MOEd – módulo de elasticidade obtido na direção longitudinal
20
CONCLUSÕES
21
CONCLUSÕES
A partir dos resultados obtidos pode-se concluir que as
técnicas utilizadas foram fundamentais para a execução do
trabalho, pois além de ganho de tempo pode-se obter maior
qualidade e precisão dos resultados para a caracterização e
classificação de espécies madeireiras.
As tecnologias empregadas neste trabalho são portáteis e
relativamente fáceis de serem obtidas e disponibilizadas aos
moveleiros locais, promovendo desta forma o uso e
aproveitamento de mais espécies por este setor.
22
Claudene M. Atayde Calderon
Email: [email protected]
Universidade Federal do Acre – UFAC
Joaquim C. Gonçalez
Email: [email protected]
Universidade de Brasília - UnB
Muito obrigada!
23