Agrupamento de famílias de Pinus taeda de um teste de progênies, baseado em crescimento e em características tecnológicas da madeira

Abstract

O objetivo deste estudo foi agrupar famílias de Pinus taeda L. procedentes de um teste de progênies baseado em crescimento e em características tecnológicas da madeira. O material foi obtido em uma área experimental localizada na região de Rio Negrinho região norte de Santa Catarina. Foram selecionadas 120 árvores de famílias de meioirmãos, aos 10 anos de idade. As árvores foram derrubadas e logo após foram mensuradas suas características dendrométricas (DAP e altura). A seguir foram retirados discos na base, a 25%, 50%, 75% e 100% da altura comercial, destinados à determinação da massa específica básica. Do fuste foram seccionadas duas toras, uma até a altura do DAP e a segunda até a altura de 25% do fuste. Das primeiras toras foram retirados corpos de prova para ensaio de cisalhamento, das segundas toras foram retirados corpos de provas para ensaios de compressão (determinação do MOE e MOR), determinação das massas específicas aparentes (verde, climatizada e 0% de umidade), e determinação dos coeficientes de retratibilidade. Em relação às características das árvores, as famílias apresentaram altura comercial média igual a 9,73±0,71 m. Para o DAP a média geral encontrada foi de 20,73±1,55 cm. A massa específica básica média foi igual a 388,03±15,18 kg/m³. As massas específicas aparentes verdes, climatizadas e a 0% de umidade apresentaram valores médios de 587,13±53,83 kg/m3, 419,02±20,81 kg/m3 e 383,22±19,97 kg/m3 respectivamente. Os valores médios dos coeficientes de contração máxima linear para as 120 famílias foram os seguintes: tangencial = 6,02±0,35; radial = 2.97±0,27; longitudinal = 0,26±0,07; volumétrico = 9,02±0,50. O valor médio do coeficiente de anisotropia foi de 2,11±0,17. Os valores médios dos coeficientes de retração foram os seguintes: volumétrico = 0,35±0,02; tangencial = 0,33±0,02 e radial = 0,12±0,01. Os valores médios obtidos para MOE e MOR no ensaio de compressão paralela foram respectivamente de 237,49±22,09 kgf/cm2 e 11990,19±2473,61 kgf/cm2. Para a variável tensão de cisalhamento o valor médio obtido das famílias foi de 87,59±6,46 kgf/cm2. A partir da matriz de médias das famílias caracterizadas por 17 variáveis analisadas com seus valores padronizados, foi realizada uma análise de componentes principais que permitiu destacar 6 autovalores que explicaram 82,51% da variância total das observações. A partir da definição desses seis componentes foi realizada a análise de agrupamento utilizando-se da distância Euclidiana para cálculo das distâncias entre as famílias e do método K-means para a formação dos clusters. O método permitiu a distribuição das 120 famílias em seis grupos baseados em características físicas e mecânicas visando utilização final distintas. A principal conclusão é de que foi possível agrupar as famílias provenientes de testes de progênie a partir de suas características físicas e mecânicas, o que permite a seleção de indivíduos com características para produção de madeira com distintas possibilidades de uso final.

The objective of this study was to group families of Pinus taeda L. coming from progeny test in terms of technological characteristics of wood. The material was obtained from an experimental area located in the Rio Negrinho region of northern Santa Catarina 120 trees were selected from families of half-siblings, at 10 years of age. The trees were felled and measured their characteristics after dendrometric (diameter breast height and height). Soon after the killing, were removed from disks at the base, 25, 50, 75 and 100% of the commercial height, for the determination of specific gravity. The stem were cut two logs to the height of the DAP and follow this to the height of 25%. The first logs were removed from the specimens for shear tests. And of the second timber were removed from the bodies of evidence for compression tests (determination of the MOE and MOR), determination of bulk densities (green, pool, 0%), and coefficients of shrinkage. Regarding the characteristics of the trees, the families had time commercial with a mean of 9.73 ± 0.71 m. For DAP found the overall average was 20.73±1.55 cm. For the average specific gravity was equal to 388.03±15.18 kg/m³. The bulk densities green, air and 0% humidity showed average values of their 587.13 ± 53.83 kg/m³, 419.02 ± 20.81 kg/m³ and 383.22 ± 19.97 kg/m³. The average values of the coefficients of linear maximal contraction to 120 families were as follows: tangential = 6.02 ± 0.35; radial = 2.97 ± 0.27; longitudinal = 0.26 ± 0.07; volume = 9.02 ± 0.50. The average coefficient of anisotropy was 2.11 ± 0.17. The average values of the coefficients of contraction were as follows: volume = 0.35 ± 0.02; tangential = 0.33 ± 0.02 and radial = 0.12 ± 0.01. The average values for MOR and MOE in compression parallel test were respectively 237.49±22.09 kg/cm2 and 11,990.19±2473.61 kgf/cm2. For the variable shear stress value obtained from families was 87.59±6.46 kgf/cm2.From the array of means of families characterized by 17 variables with their standard values, we conducted a principal components analysis which have demonstrated the 6 eigenvalues that explained 82.51% of the total variance of the observations. From the definition of the six components was performed cluster analysis using Euclidean distance to calculate the distances between the families and the K-means for the formation of clusters. The method allowed the distribution of the 120 families in six groups based on physical and mechanical characteristics of different end-use. The main conclusion is that it was possible the group of families from progeny tests based on their physical and mechanical characteristics, which the selection of individuals with separate features for timber production with different possibilities for end use.

El objetivo desto estudio fue agrupar familias de Pinus taeda L. originarias del plueba de progenie, en función de las características tecnológicas de la madera. El material. El material fue obtenido en un área experimental ubicado en el Río Negrinho del Norte de Santa Catarina. De 120 árboles fueron seleccionados de familias de medios hermanos, de 10 años de edad. Los árboles fueron derrumbados y posteriormente fueron medidas sus características dendrométricas (DAP y altura). Después del derribo, fueron retirados discos de la base, a 25, 50, 75 y 100% de la altura comercial, destinados a la determinación de la masa específica básica. Del fuste fueron cortadas dos trozas hasta la altura del DAP y después de este hasta la altura de 25%. De las primeras trozas fueron retirados los cuerpos de prueba para ensayo de cizallamiento. Y de las segundas trozas fueron retirados los cuerpos de pruebas para ensayos de compresión (determinación del MOE y MOR), determinación de las masas específicas aparentes (verde, climatizada, 0%), y determinación de los coeficientes de contracción. En relación con las características de las árboles, las familias presentaron altura comercial promedio igual a 9,73±0,71 m. Para el DAP, el promedio general encontrado fue de 20,73±1,55 cm. La masa específica básica promedio fue igual a 388,03±15,18 kg/m³. Las masas específicas aparentes verdes, climatizadas y la 0% de humedad presentaron valores promedios respectivos de 587,13±53,83 kg/m3, 419,02±20,81 kg/m3 y 383,22±19,97 kg/m3. Los valores medios de los coeficientes de contracción máxima lineal de 120 familias fueron las siguientes: tangente = 6,02 ± 0,35; radial y = 2,97 ± 0,27; longitudinal = 0,26 ± 0,07; volume = 9,02 ± 0,50. El promedio de coeficiente de anisotropía fue 2,11 ± 0,17. Los valores medios de los coeficientes de contracción fueron los siguientes: volumen = 0,35 ± 0,02; tangencial = 0,33 ± 0,02 y radial = 0,12 ± 0,01. Los valores promedio obtenidos para MOE y MOR del ensayo de compresión fueron respectivamente de 237,49±22,09 Kgf/cm2 y 11990,19±2473,61. Para la variable tensão de cisalhamento el valor promedio obtenido de las familias fue de 87,59±6,46 kgf/cm2. A partir de la matriz de medias de las familias, compuesta por las 17 variables analizadas con sus valores estandarizados, fue realizado un análisis de componentes principales que permitió destacar los 6 autovalores que explicaban un porcentual de 82,51% de la varianza total de las observaciones. A partir de la definición de esos seis componentes, se partió para la análisis de agrupación, utilizándose la distancia Euclidiana para cálculo de las distancias entre las familias y del método K-means para la formación de los clusters. El método permitió la distribución de las 120 familias en seis grupos basados con características distintas de utilización final. El principal conclusión es que fue posible el agrupamiento de las familias originarias del prueba de progenie basado en sus características físicas y mecánicas, que permite la selección de los individuos con funciones independientes de la producción de madera con diferentes posibilidades de uso final.