Técnica usada para determinar propriedades físicas de elementos por meio de radiação, a espectroscopia de infravermelho próximo (NIR, na sigla em inglês) tem se revelado cada vez mais apropriada para pesquisas com madeira e celulose. Nas áreas farmacêutica e alimentícia, já é bastante empregada. Estudos feitos no Departamento de Engenharia e Tecnologia Florestal da Universidade Federal do Paraná (UFPR) visando o uso do método na predição de propriedades da madeira mostram que a NIR é capaz de processar grande número de amostras do material em pouco tempo, com resultados semelhantes aos obtidos por técnicas convencionais de laboratório.

A NIR consiste em medir comprimento de onda e intensidade da luz infravermelha próxima – faixa de 800 a 2.500 nanômetros (nm) – absorvida e refletida por uma amostra. Estudando-se a interação de radiações eletromagnéticas com moléculas e partículas, é possível perceber diversas características do elemento. A técnica começou a ser explorada ainda na década de 1930, mas só passou a ser aplicada em escala industrial com o desenvolvimento da eletrônica e da informática.

Equipamento (espectrofotômetro) utilizado na análise de madeira e celulose (foto: Gisele Samistraro/CPGEF/UFPR).

Aplicado na predição de características da madeira, o método pode prognosticar propriedades anatômicas, físicas e mecânicas, antecipando o processo de avaliação do produto final e facilitando o controle de qualidade. Além disso, é possível planejar tratamentos para aumentar o uso e o aproveitamento de material, afirma o engenheiro mexicano José Anzaldo Hernandez, que desenvolve tese na área em seu doutorado na UFPR. “A determinação das propriedades da madeira pode reduzir desperdícios, evitando rejeitos e produção insatisfatória.”

Os espectros de absorção e reflexão são determinados por um espectrofotômetro. Hernandez explica que o processo consiste em incidir a radiação proveniente de uma fonte de filamento de tungstênio sobre a amostra de madeira. A interação entre a luz infravermelha e o material analisado gera aquecimento e, por conseqüência, vibração das moléculas. Esse movimento é registrado por um detector que compara a radiação emitida com a recebida e gera um espectro (função que caracteriza a distribuição da energia em uma onda).

Por se tratar de um estudo ainda em desenvolvimento, os resultados obtidos com a NIR dependem da comparação com aqueles determinados por métodos convencionais de laboratório. Os trabalhos feitos no Departamento de Engenharia e Tecnologia Florestal da UFPR objetivam formar uma ampla e variada biblioteca de espectros, para que posteriormente todas as potencialidades da técnica possam ser conhecidas e exploradas. “Atualmente, temos uma coleção relativamente boa, mas estamos continuamente em busca de novas amostras”, conta Hernandez.

Devido à grande variação das propriedades de uma árvore, com o uso da metodologia convencional são necessárias no mínimo 30 medidas ao microscópio para que se calcular uma média confiável das características da madeira ou celulose. A espectroscopia possibilita que várias propriedades estruturais sejam obtidas com uma única amostra. “Uma análise química que demorava cerca de uma semana pode ser realizada em segundos pela NIR”, diz o mexicano.

Além da rapidez, a sustentabilidade é outra vantagem da técnica. As amostras processadas não exigem preparo prévio, não requerem reagentes químicos e podem ser reaproveitadas; por ser uma radiação inofensiva, a luz infravermelha não apresenta risco à saúde nem ao meio ambiente. Embora a confiabilidade dos resultados dependa da constituição da biblioteca de espectros, a técnica tem se mostrado muito precisa. Suas poucas limitações dizem respeito às propriedades que não dependem da composição química ou estrutural dos elementos. 

Renata Ortega
Especial para a CH On-line / PR
12/07/2006