Inovação na indústria madeireira

Madeiras são matérias-primas que fazem parte de muitos produtos de nosso dia-a-dia, principalmente estruturas e móveis. Você já se perguntou do que elas são compostas e sobre a engenharia que há por trás da indústria madeireira?

Tudo se inicia com o corte da madeira a partir das árvores, que podem ser divididas em dois grupos: endógenas e exógenas. As endógenas são plantas como palmeiras e bambus, em que o crescimento do tronco em diâmetro acontece de dentro para fora. As principais árvores para a indústria madeireira são, no entanto, as exógenas. Nesse grupo, o crescimento diametral ocorre de fora para dentro e há a divisão em dois subgrupos: coníferas e folhosas. As coníferas são as árvores cujas folhas apresentam forma de agulha e que não produzem frutos. Já as folhosas, produzem frutos e têm folhas achatadas, sendo o subgrupo em que madeiras nobres como peroba, cedro e ipê encontram-se.

A madeira é composta basicamente por polímeros – celulose, poliose (hemicelulose) e lignina estão presentes em quase todos os exemplares. Além disso, há também componentes de baixo peso molecular presentes em menor quantidade, como materiais acidentais e substâncias minerais. No entanto, seu tipo e quantidade são extremamente dependentes do tipo de madeira. Esses componentes acidentais são denominados de extrativos. Apesar da elevada variabilidade das madeiras tropicais, pode-se estimar as composições percentuais médias de madeiras de coníferas e folhosas como sendo aproximadamente:

Constituinte Coníferas Folhosas
Celulose 42 ± 2 45 ± 2
Polioses 27 ± 2 30 ± 5
Lignina 28 ± 2 20 ± 4
Extrativos 5 ± 3 3 ± 2

No Brasil há ainda certo preconceito em relação ao emprego da madeira em alguns setores, como por exemplo a construção civil. Isso é creditado principalmente ao desconhecimento do material e à falta de projetos específicos e bem elaborados. Nosso país, no entanto, vem contribuindo para uma melhoria nesse ponto. Dois projetos interessantes podem ser citados: O NeuroWood, que permite classificar madeiras quanto a sua qualidade e também um software desenvolvido pelo Instituto de Física da USP, o qual permite identificar qual é a árvore de origem de determinada madeira.

O NeuroWood usa técnicas de aprendizagem de máquina e surge num contexto industrial em que a qualidade das madeiras é feita por inspeção visual, é empírica e tem um índice de acerto de apenas 65%. Atráves do software desenvolvido, de uma webcam, um monitor e um microprocessador, as peças de madeira são classificadas em níveis de qualidade A, B e C na velocidade de 45 tábuas por minuto. Isso equivale à quantidade de madeira identificada por seis trabalhadores e apresenta um nível de acerto superior, que se situa em torno de 85%. Para fazer essa classificação, o sistema utiliza-se de um banco de dados com textura, coloração e defeitos de tábuas, tais como nós e rachaduras. O sistema contém mais de 600 fotos de amostras dos três níveis de qualidade.

O software de identificação de madeiras, por sua vez, pode ser empregado para controle de qualidade, certificação do produto e fiscalização. Ele funciona a partir de um banco de dados contendo imagens microscópicas de peças de madeira. Já que cada espécie de árvore tem uma forma distinta de compor suas estruturas celulares, o software consegue identificar qual é a árvore originária de determinada peça a partir dos padrões microscópicos formados.

Estruturas de madeiras de diferentes árvores vistas ao microscópio

Ambos os projetos merecem destaque porque por permitirem trazer um nível de controle e qualidade muito superior à indústria madeireira. A ideia por trás do NeuroWood, apenas de não ser inédita, é revolucionária porque permite uma acessibilidade muito maior da tecnologia. Enquanto o custo de implementação de um equipamento importado semelhante situa-se em torno de R$1.800.000, o NeuroWood, que funciona sem necessidade de compra de pacotes comerciais, tem um preço de aproximadamente R$65.000. Já o software para identificação de madeiras, que ainda é puramente acadêmico e orientado para 77 espécies de árvore comercializadas na África, pode ser de grande utilidade se transformado em um produto.  Atualmente não existem sistemas de controle de qualidade ou fiscalização para verificar as espécies de madeira comercializadas. A partir do momento em que ele existir e for empregado por fiscais, madeiras originárias de reservas florestais ou áreas de proteção serão mais facilmente identificadas e apreendidas. Os pesquisadores aguardam no momento por empresas que tenham interesse em converter a ideia em produto.

Fontes:

Pesquisa Fapesp – Identificação de madeiras;

Química da Madeira – UFPR – Prof. Klock;

Info Escola – Estruturas de Madeira

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