Uso da espectroscopia no infravermelho próximo para predição de propriedades tecnológicas da madeira de eucalyptus

Abstract

O conhecimento das propriedades da madeira é de fundamental importância para a indicação dos potenciais de utilização final deste material. Na busca por novas alternativas para caracterização rápida, simples e confiável, destacam-se as avaliações não-destrutivas da madeira. A espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) vem sendo utilizada como um método não destrutivo para caracterização da madeira. Essa técnica permite obter informações qualitativas e quantitativas dos constituintes da biomassa por meio da interação das ondas eletromagnéticas do infravermelho próximo com a amostra. Este trabalho foi realizado com o objetivo de aplicar a técnica da espectroscopia no infravermelho próximo para predição da densidade básica e de propriedades químicas e anatômicas da madeira de clones de Eucalyptus. Foram utilizados seis clones de Eucalyptus com idade de três anos, provenientes de plantios localizados nas regionais de Cocais, Guanhães, Rio Doce- Ipaba e Santa Bárbara, pertencentes à empresa CENIBRA, no estado de Minas Gerais. A densidade básica e as características morfológicas e químicas da madeira foram determinadas por método convencional no Laboratório de Ciência e Tecnologia da Madeira da Universidade Federal de Lavras, em Lavras, MG. Os espectros no infravermelho próximo foram obtidos no espectrômetro Bruker na empresa V & M, localizada no município de Paraopeba, MG e no espectrômetro Femto do Laboratório de Ciência e Tecnologia da Madeira, na Universidade Federal de Lavras. Os valores das propriedades da madeira foram correlacionados com os espectros por meio da regressão dos mínimos quadrados parciais (PLS regression). As calibrações para estimar a densidade básica da madeira apresentaram coeficientes de correlação na validação cruzada (Rcv) variando entre 0,33 a 0,95 e relação de desempenho do desvio (RPD) entre 1,2 a 4,3. As propriedades químicas das madeiras foram preditas por modelos com Rcv variando de 0,42 a 0,96 e RPD de 0,8 a 3,6. A calibração para predição das características anatômicas apresentou Rcv entre 0,36 e 0,97 e RPD entre 1,0 e 3,8. A espectroscopia no infravermelho próximo, de maneira geral, mostrou-se eficiente para prever as propriedades da madeira de Eucalyptus.

The knowledge of the wood properties has fundamental importance to indicate the potential and final use of this material. Non-destructive techniques are an alternative to characterize the wood in a fast, simple and reliable way. The near infrared spectroscopy (NIRS) has been used as a nondestructive method for the characterization of wood. This technique allows to acquire qualitative and quantitative information using the interaction of near-infrared electromagnetic waves with the constituents of the samples. This research aimed to apply the Near Infrared Spectroscopy Technique for fast prediction of the basic density, anatomical and chemical properties of the wood of Eucalyptus clones. Six 3- years old Eucalyptus clones from plantations located in Cocais, Guanhães, Rio Doce and Santa Barbara sites, from CENIBRA Company, in the Minas Gerais state were used in this research. The basic density, fiber dimensions and chemical characteristics of the wood were determined by the standard method in the Wood Science and Technology Laboratory, in the Universidade Federal de Lavras, Lavras - Minas Gerais. The spectra were acquired using two equipments: the near infrared spectrometers Bruker at the V & M Company, located in Paraopeba - Minas Gerais and the Femto spectrometer at the Wood Science and Technology Laboratory the Universidade Federal de Lavras. The values of the wood properties were correlated with the spectral information by the partial least square regression (PLS regression). The calibrations to estimate the wood density showed correlation coefficients in cross validation (Rcv) ranging from 0.33 to 0.95 and the ratio of performance to deviation (RPD) ranging from 1.2 to 4.3. The wood chemical properties were predicted by models of Rcv ranging from 0.42 to 0.96 and RPD from 0.8 to 3.6. The calibration for prediction of fiber dimensions showed Rcv ranging 0.36 and 0.97 and RPD from 1.0 and 3.8. The near infrared spectroscopy has proved efficiency to predict the wood properties of Eucalyptus clones.