Título: ESTIMATIVA DA DENSIDADE BÁSICA DA MADEIRA DE EUCALYPTUS POR ESPECTROSCOPIA NO NIR EM EQUIPAMENTO PORTÁTIL

Título alternativo: BASIC DENSITY ESTIMATION OF EUCALYPTUS WOOD BY NIR SPECTROSCOPY IN PORTABLE EQUIPAMENT

Autoria de: Nayara de Lima Rios

Orientação de: Paulo Ricardo Gherardi Hein

Coorientação de: Dayane Targino Medeiros

Presidente da banca: Paulo Ricardo Gherardi Hein

Primeiro membro da banca: Dayane Targino de Medeiros

Segundo membro da banca: Vicente Toledo Machado de Morais Junior

Palavras-chaves: Eucalyptus grandis, Propriedade física, Infravermelho próximo, Regressão dos mínimos quadrados parciais, Indústria

Data da defesa: 25/07/2023

Semestre letivo da defesa: 2023-1

Data da versão final: 30/07/2023

Data da publicação: 30/07/2023

Referência: Rios, N. d. L. ESTIMATIVA DA DENSIDADE BÁSICA DA MADEIRA DE EUCALYPTUS POR ESPECTROSCOPIA NO NIR EM EQUIPAMENTO PORTÁTIL. 2023. 31 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Florestal Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.

Resumo: A densidade básica é uma propriedade fundamental para caracterização da madeira, pois tem relação direta com outros aspectos como resistência, durabilidade natural e permeabilidade. Além do método gravimétrico, o mais tradicional, uma das formas rápidas de determinação da densidade da madeira é por meio da espectroscopia no infravermelho próximo (NIR). Esta técnica tem sido empregada para estimar propriedades dos materiais e classificá-los em níveis de qualidade. A maioria dos estudos foram realizados com equipamentos estacionários, porém, atualmente existem equipamentos portáteis que permitem classificação em campo. A técnica com esses equipamentos, portanto, precisa ser mais profundamente estudada para avaliar a qualidade de suas estimativas, sobretudo em madeiras de rápido crescimento utilizadas em indústria. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi desenvolver modelos multivariados para estimativa da densidade básica da madeira com base na assinatura espectral no NIR obtida em diferentes superfícies da madeira de Eucalyptus a partir de equipamento portátil. Inicialmente, determinou-se a densidade básica da madeira em 95 amostras através do procedimento D2395 (ASTM 2017), sendo a massa obtida em balança analítica de precisão (0,001 g) e o volume pelo princípio de imersão em água. Os espectros no NIR foram obtidos nas faces tangencial, radial e transversal das amostras. Os valores de densidade básica foram correlacionados com os espectros no NIR por meio da regressão dos mínimos quadrados parciais para o desenvolvimento dos modelos. A fim de melhorar a qualidade das estimativas dos modelos, foi aplicado tratamento matemático utilizando a primeira derivada. O melhor modelo para estimativa da densidade básica da madeira foi obtido através dos espectros da face transversal, com R²CV (coeficiente de determinação da validação cruzada) de 0,85. A face tangencial forneceu o modelo menos preciso na estimativa, com R²CV de 0,63. Sendo assim, deve ser investigada a aplicabilidade do MicroNIR às necessidades da indústria, visto que o equipamento portátil fornece estimativas adequadas de densidade da madeira e apresenta vantagens na aplicação em campo para a indústria do setor madeireiro.

Abstract: The basic density is a fundamental property for the characterization of wood, as it is directly related to aspects such as strength, natural durability, permeability, among others. In addition to the classic method, one of the quick ways to determine wood density is by means of near infrared spectroscopy (NIR). This technique has been used to estimate material properties and classify them into quality levels. Most studies were carried out with stationary equipment, however, currently there are portable equipment that allow classification in the field. The technique with these equipments, therefore, needs to be more deeply studied to evaluate the quality of its estimates, especially in fast-growing woods used in industry. Thus, the objective of this study was to develop multivariate models for estimating the basic density of wood based on the spectral signature in the NIR obtained from different surfaces of Eucalyptus wood using portable equipment. Initially, the basic density of the wood was determined in 95 samples using the D2395 procedure (ASTM 2017), with the mass obtained on a precision analytical balance (0.001 g) and the volume by the principle of immersion in water. The NIR spectra were obtained on the tangential, radial and transversal faces of the samples. Basic density values were correlated with NIR spectra using partial least squares regression (PLS-R). After that, the calibration of the obtained models was carried out and later, validation with the databases. To improve the quality of the models estimates, a mathematical treatment was applied using the first derivative. The best model for estimating the basic wood density was obtained through the transverse face spectra, with R²CV (coefficient of determination of cross validation) being 0.85. The tangential face provided the least accurate model in estimating, with R²CV of 0.63. Therefore, the applicability of MicroNIR to the needs of the industry should be investigated, since the portable equipment provides adequate estimates of wood density, with the transverse and radial faces being the ones that presented the most robustness in the models.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_florestal/20231201710087

URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.

Curso: G005 - ENGENHARIA FLORESTAL (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Nayara de Lima Rios e Universidade Federal de Lavras

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