Modelos de calibração e a espectroscopia no infravermelho próximo para predição das propriedades químicas e da densidade básica da madeira de Eucalyptus

Abstract

A espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) surge no campo das ciências florestais como método não destrutivo, rápido e preciso capaz de predizer propriedades tecnológicas da madeira. O objetivo deste trabalho foi aplicar a técnica NIRS para desenvolvimento de modelos de calibração para estimar as propriedades químicas e a densidade básica da madeira de Eucalyptus. Foram utilizados clones de Eucalyptus de três anos de idade, provenientes de plantios comerciais nas localidades de Cocais, Guanhães, Rio Doce-Ipaba e Santa Bárbara, estado de Minas Gerais. As propriedades químicas da madeira e a densidade básica das árvores foram determinadas por metodologia tradicional e correlacionadas com as leituras espectrais por meio da regressão dos minimos quadrados parciais. As calibrações para estimar a densidade básica da madeira apresentaram coeficientes de correlação em validação cruzada (Rcv) variando de 0,56 a 0,97 e relação de desempenho do desvio (RPD) entre 1,1 e 4,7. Os modelos desenvolvidos para estimar o teor de Xilanas e glicanas apresentaram Rcv variando de 0,39 a 0,88 e RPD de 1,1 a 2,1. Para o teor de celulose, lignina e extrativos os modelos de calibração apresentaram Rcv entre 0,10 e 0,87 e valores de RPD entre 0,9 e 2,0. A calibração para predição da relação S/G que apresentou o melhor ajuste (Rcv = 0,90 e RPD = 2,3) foi a que representa as árvores amostradas em Rio Doce. Os modelos de calibração desenvolvidos por meio da espectroscopia no infravermelho próximo mostraram-se eficientes para a densidade básica e propriedades químicas da madeira de clones de Eucalyptus.

Near infrared spectroscopy (NIRS) is a fast, accurate and non-destructive method, capable of predicting Wood technology properties. The aim of this study was to apply the NIRS technique for fast prediction of chemical properties and basic density of Eucalyptus wood. Clones of three-year-old Eucalyptus, from commercial plantations in Cocais, Guanhães, Rio Doce and Santa Barbara localities in the state of Minas Gerais were used. The chemical properties and basic density of the trees were determined using traditional laboratory methods and correlated with the spectral information by Partial Least Squares Regression. The calibrations to estimate basic density showed coefficients of correlation in cross-Validation (Rcv) ranging between 0.56 and 0.97 and ratio of performance to deviation (RPD) between 1.1 and 4.7. The carbohydrate, xylan and glucan contents were predicted through models with Rcv ranging from 0.39 to 0.88 and RPD from 1.1 to 2.1. For cellulose, lignin and extractive contents, the models presented Rcv between 0.10 and 0.87 and RPD values between 0.9 and 2.0. The Calibration to predict S/G monomer ratio that showed the best adjustment (RcV=0.90 and RPD=2.3) was in the trees from Rio Doce site. The near infrared spectroscopy proved to be satisfactory to provide the basic density and chemical properties of clones of Eucalyptus wood.