Uso da espectroscopia no infravermelho próximo para monitorar o gradiente de umidade da madeira durante a secagem

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Baliza, Lívia Freire
• Orientador(a): Hein, Paulo Ricardo Gherardi
• Banca de defesa: Hein, Paulo Ricardo Gherardi, Moulin, Jordão Cabral, Couto, Allan Motta
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• 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: Madeira - Gradiente de umidade; Madeira - Secagem; Espectroscopia no infravermelho próximo; Wood - Humidity gradient; Wood - Drying; Near infrared spectroscopy
• Área do conhecimento CNPq: Propriedades Físico-Mecânicas da Madeira
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/48422

A umidade da madeira está entre as características que mais afeta o desempenho e as aplicações da madeira na indústria e por isso é importante monitorá-la. Contudo, os métodos mais comumente empregados não permitem o monitoramento do gradiente umidade em peças de madeira. O objetivo deste estudo foi desenvolver modelos para estimar o gradiente de umidade da madeira durante a secagem com base nos espectros no infravermelho próximo (NIR) e monitorar a variação espacial da umidade durante a secagem. Caibros de madeira de árvore de Eucalyptus recém abatida foram processados e originaram dez corpos de prova prismáticos com dimensão de 50 (radial) x 50 (tangencial) x 150 mm (longitudinal) utilizados para medição dos espectros no NIR e das massas durante a secagem. Amostras adjacentes aos caibros foram obtidas para determinação da umidade inicial das peças por gravimetria e para estimativa do valor de umidade das peças durante o monitoramento da perda de massa e aquisição espectral. Metade das peças foram submetidas à secagem natural em ambiente controlado enquanto o restante das amostras de madeira foram secas em estufa a 60ºC. As peças foram analisadas em 5 etapas durante a secagem a cada perda de 20% de massa de água. Espectros foram medidos em 100 pontos distribuídos espacialmente dentro de cada peça de madeira e em cada fase de secagem. Inicialmente, 25 espectros foram coletados em pontos equidistantes cobrindo toda a superfície longitudinal x radial do corpo de prova. Para acessar o interior da madeira e coletar espectros, as peças foram aplainadas até determinada profundidade. Assim, o corpo de prova teve sua altura inicial de 50 mm reduzida a 41.67 mm na direção radial (redução de 16.67%) por meio de uma plaina elétrica. Imediatamente após o aplainamento, 25 espectros foram coletados na superfície recém produzida. Assim, outras operações de aplainamento foram executadas no corpo de prova até acessar a região central da peça (50% da altura original). Após a monitoramento espacial da primeira peça, as outras peças permaneceram em secagem e foram processadas e analisadas ao perder 20%, 40%, 60% e 80% de massa de água inicial. Os espectros coletados nas superfícies de cada peça em cada etapa de secagem foram aplicados a uma regressão de mínimos quadrados parciais pré-estabelecida para estimativa da umidade da madeira a partir das assinaturas espectrais. O modelo preditivo apresentou R² de 0.90 e RMSEV de 11.55% e permitiu monitorar a variação espacial do gradiente de umidade dentro das peças de madeira durante a secagem.