Modelos de calibração e a espectroscopia no infravermelho próximo para predição das propriedades químicas e da densidade básica da madeira de <i>Eucalyptus</i>.

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 mínimos 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.

Evaluating basic density calibrations based on NIR spectra recorded on the three wood faces and subject to different mathematical treatments

“…NIR models for wood density Numerous studies have been undertaken with the objective of developing NIR spectroscopic models for estimating wood density (Tsuchikawa & Schwanninger 2013, Tsuchikawa & Kobori 2015. In Eucalyptus, Viana et al (2010) studied six different clones at 6 years of age and found that models fitted to NIR spectra were efficient at predicting basic density, chemical and anatomical properties.…”

Modelos NIRS para as características químicas da madeira de Eucalyptus benthamii Maiden & Cambage

“…Figura 1 -Correlação entre os valores determinados convencionalmente em laboratório e os valores preditos por Espectroscopia no Infravermelho próximo (NIRS) para o teor de cinzas (A), extrativos em água (B), extrativos em acetona (C) e extrativos totais (D) da madeira de Eucalyptus benthamii A correlação encontrada no modelo desenvolvido para extrativos em água foi baixa (Figura 1B), já para aqueles solubilizados em acetona e os extrativos totais, as correlações entre os valores obtidos em laboratório e os preditos por NIRS podem ser consideradas boas, com respectivos R ² de 0,62 e 0,66 (Figura 1C,D). O teor de extrativos em Eucalyptus foi estimado com R ² de 0,47 e 0,53 por Viana et al (2010), e R ² de 0,35 por Andrade et al (2010), confirmando que a dificuldade na calibração desse constituinte químico é compartilhada entre pesquisadores. Atribui-se grande parte dessa dificuldade é a baixa proporção dos extrativos na madeira (inferior a 4% em Eucalyptus benthamii, por exemplo) bem como a sua grande variabilidade nas diferentes espécies de eucalipto.…”

“…A técnica NIRS é empregada em larga escala na determinação de características da madeira para fabricação de celulose e papel, principalmente com espécies do gênero Eucalyptus, matéria-prima mundialmente uti-lizada nessa atividade. Da mesma forma, a literatura é muito bem documentada sobre pesquisas científicas com E. grandis, E. badjensis, E. paniculata, E. robusta, E. smithii e E. viminalis (Magalhães et al, 2005); E. dunnii (Samistraro et al, 2009); E. grandis (Viana et al, 2010) e E. urophylla (Hein, 2012). No entanto, são escassas as referências que utilizaram a técnica para estimar o potencial de produção de celulose de Eucalyptus benthamii (Lazzarotto;Magalhães, 2014;Estopa, 2017;Diniz et al, 2019).…”

DEVELOPING NEAR INFRARED SPECTROSCOPIC MODELS FOR PREDICTING DENSITY OF Eucalyptus WOOD BASED ON INDIRECT MEASUREMENT

“…This study shows that for basic density the best calibrations are obtained using solid wood spectra. Viana et al (2010) have evaluated Eucalyptus clones at three years of age to develop models for predicting the wood basic density, and the samples for analysis in the NIR were collected at 1.30 m from the soil for calibration based on laboratory data of the density (similar to this work) and the disk itself at the DBH. The authors presented calibrations for basic density estimation at the DBH with R 2 cv ranging from 0.73 to 0.86 and RPD of 1.4 to 2.0 and calibrations performed from mean tree density (DBM) with R 2 cv ranging from 0.56 to 0.97 and RPD from 1.1 to 4.7.…”