Um equipamento para mensurar a dureza da madeira, de forma indireta, por ensaio não destrutivo, idealizado pelo professor Adriano Wagner Ballarin, do Departamento de Engenharia Rural e Socioeconomia da Faculdade de Ciências Agronômicas da Unesp, câmpus de Botucatu, recebeu a Patente de Invenção concedida pelo Instituto Nacional da propriedade Industrial (INPI). A Carta Patente foi expedida em setembro de 2020 e, em dezembro passado, comunicada aos inventores, professor Ballarin e seus orientados Albert Augusto de Assis e Roberto Antonio Colenci. Dentre as mais de 500 patentes depositadas pela Unesp, esta é uma entre as 48 concedidas no INPI até hoje.
Para realizar a mensuração da dureza da madeira sem gerar danos permanentes a suas propriedades físicas, químicas, mecânicas ou dimensionais, o durômetro portátil para madeira, ou DPM3, obtém seus resultados por meio de uma pequena penetração de uma esfera de aço no material, causando uma reduzida “endentação” ou embutimento na sua superfície. “Inicialmente utilizávamos uma lupa graduada para medir o diâmetro da calota esférica endentada no material e papel carbono entre a esfera de aço e a madeira, para ressaltar o embutimento parcial da esfera. Portanto, a cada ensaio medíamos um resultado: diâmetro da calota endentada”, explica o professor Ballarin. “Na versão atual, com a aquisição completa do sinal de endentação, podemos medir até 144 parâmetros característicos do ensaio de endentação dinâmica e, por meio de regressões múltiplas ou inteligência artificial, inferir cerca de 10 parâmetros de resistência e rigidez do material ensaiado”.
Desde 2006 o equipamento, em suas várias versões, tem auxiliado na geração de resultados para diversas pesquisas. No grupo de pesquisa responsável por seu desenvolvimento, foram um mestrado e três doutorados diretamente dedicados ao desenvolvimento do equipamento e de seu software, denominado WIA (Wood Indentation Analyzer). O equipamento também já foi utilizado em outros três doutorados, da FCA e de outras instituições, realizando a mensuração de propriedades de materiais lignocelulósicos como madeira, painéis de madeira de diversas constituições, como fibras, cavacos e lâminas, além de madeira modificada termicamente e carvão vegetal.
Desenvolvimento
O durômetro foi projetado inicialmente para a tese de doutorado defendida por Roberto Colenci, em 2006, junto ao Programa de Pós-Graduação em Agronomia – Energia na Agricultura da FCA. Engenheiro mecânico de formação, com experiência na área ferroviária, o então pós-graduando e hoje docente da Fatec, buscou desenvolver um equipamento para a avaliação de madeiras utilizadas em dormentes ferroviários. “O tema foi escolhido como uma forma de conciliar a experiência dele com a minha, na avaliação de propriedades mecânicas da madeira. Precisávamos de um método rápido e fácil, com potencial de aplicação em condições de campo”, relata o professor Ballarin, que deu a ideia e sugeriu os princípios gerais do funcionamento do equipamento que teve sua primeira versão implementada por Colenci.
Em seu mestrado, defendido em 2015, Albert de Assis incorporou ao durômetro portátil um dispositivo denominado transdutor de deslocamento, que permitiu grande avanço tecnológico e computacional na aquisição completa do sinal da endentação. Essa é a versão patenteada do equipamento, que automatiza a aquisição do sinal e o cálculo da dureza do material.
Também defendida em 2015, a tese de doutorado de Rogério Pinto Alexandre trouxe grandes melhorias no processamento do sinal de endentação e abriu a possibilidade de avaliação de outras propriedades do material sob teste.
Por fim, a tese de doutorado do Assis, voltada para o estudo da endentação dinâmica aplicada na predição de propriedades físico-mecânicas da madeira serrada e de painéis de madeira, defendida em 2020, trouxe novas formas de condicionamento do sinal e o seu processamento em um software (WIA – Wood Indentation Analyzer) desenvolvido por ele. “Essas inovações fizeram com que, para além da dureza, diversas outras propriedades físicas e mecânicas de madeira e diversos tipos de painéis de madeira possam agora ser estimadas com boa precisão”, esclarece o professor Ballarin, explicando que essas melhorias serão objeto de novas patentes.
Para o docente da FCA, o desenvolvimento do DPM3 é motivo de grande satisfação profissional. “O equipamento já foi premiado em dois concursos (I2P – Idea to product Competition – Winner – versão nacional – 2014; I2P – Idea to product – Global Competition – Third Place – 2014) e agora recebe a carta patente, sem que tenha havido pedido de esclarecimentos adicionais ou contestações, comuns nesses processos, o que coroa esse desenvolvimento com o reconhecimento de seu potencial inovador. Congratulo-me com todos os pesquisadores que fizeram parte dessa invenção e torço para que possam frutificar as tratativas de sua produção comercial, ora em curso, disponibilizando um equipamento prático, barato e preciso para inferência não destrutiva de propriedades de madeiras, produtos de madeira e outros materiais”. (Da Assessoria da FCA – Unesp).
