Uso da espectroscopia no infravermelho próximo para monitorar o gradiente de umidade da madeira durante a secagem - Baliza, Lívia Freire (2021)
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.