Estimativa do teor de extrativos da madeira por espectroscopia no infravermelho próximo

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Mancini, Luana Teixeira
• Orientador(a): Hein, Paulo Ricardo Gherardi
• Banca de defesa: Resende, Eliane Cristina de, Barbosa, Ana Carolina Maioli Campos, Hein, Paulo Ricardo Gherardi
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso restrito
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia da Madeira
• Departamento: Departamento de Ciências Florestais
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Espectroscopia no NIR; Madeira - Extrativos totais; Madeira - Caracterização química; NIR spectroscopy; Wood - Total extractives; Wood - Chemical characterization
• Área do conhecimento CNPq: Química da Madeira
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/29546

A madeira é uma matéria prima abundante e renovável e, devido suas propriedades, tem sido apontada como a principal fonte para manufatura de diversos produtos. No entanto, a caracterização química desse material visando uso racional é realizada, normalmente, a partir de processos demorados e onerosos, sendo necessária a busca por soluções mais rápidas, técnica e economicamente viáveis. A espectroscopia no infravermelho próximo (NIR) é uma técnica que vem sendo aplicada em diferentes áreas para monitoramento in-line das características de diversos materiais orgânicos. Trata-se de um método rápido, que requer mínima preparação da amostra e que, associado à estatística multivariada, pode gerar resultados precisos e rápidos (30 segundos). Sendo assim, o objetivo deste estudo foi associar a espectroscopia no NIR e análise multivariada a fim de desenvolver modelos matemáticos capazes de monitorar o teor de extrativos totais da madeira, com base em assinaturas espectrais de madeira maciça e em pó. Para isso, amostras de madeiras provenientes de floresta nativa (Cedrela sp., Jacaranda sp., Apuleia sp. e Aspidosperma sp.) e clones de híbridos de Eucalyptus provenientes de plantios comerciais foram analisadas. Os espectros foram adquiridos na superfície radial da madeira maciça e, após processamento do material, na madeira em pó, utilizando dois métodos de aquisição espectral: esfera de integração e fibra ótica. As análises químicas foram realizadas por método normatizado para quantificação do teor de extrativos totais da madeira, que faz uso de uma sequência de extração: tolueno/etanol (2:1), etanol puro e água quente. Análise de componentes principais (PCA) foi realizada nos espectros a fim de agrupar as diferentes espécies ou grupos de madeiras. Regressão dos mínimos quadrados parciais (PLS-R) foi realizada para ajustar modelos, correlacionando as assinaturas espectrais no NIR com os valores de extrativos totais determinados em laboratório. Por meio da PCA, a melhor separação das amostras foi obtida a partir dos espectros da madeira maciça medidos via esfera de integração. Os modelos da PLS-R global desenvolvidos com base nos espectros obtidos por esfera de integração em madeira maciça (R 2 cv= 0,87 e RMSECV= 1,08%) e em madeira em pó (R 2 cv= 0,85 e RMSECV= 1,19%) apresentaram resultados satisfatórios para predição do teor de extrativos. A validação independente desses modelos foi realizada com 25% das amostras e apresentou R 2 p = 0,93 e RMSEP = 0,95% (para madeira maciça) e R 2 p= 0,87 e RMSEP= 1,40% (para madeira em pó). Os resultados mostram que a esfera de integração é o método de aquisição espectral mais indicado na medição dos espectros no NIR para estimativa do teor de extrativos da madeira. Houve pequena diferença nas estatísticas dos modelos gerados com espectros de madeira maciça e em pó, mas ambos resultados são satisfatórios, sendo que do ponto de vista operacional, os modelos baseados em espectro de madeira maciça são mais interessantes.