Uso da tecnologia NIR para a mensuração da densidade básica da madeira visando a produção de polpa celulósica Kraft

Abstract

A madeira é a principal matéria prima para a produção de polpa celulósica, e industrialmente, o controle da qualidade da mesma é principalmente baseado na sua densidade, que é a propriedade física mais relevante, pois impacta diretamente no consumo específico de madeira do processo. Existem diferentes métodos para medi-la, incluindo técnicas diretas e indiretas. Embora os métodos gravimétricos sejam os mais comuns, eles são demorados e destrutivos, o que limita sua eficiência industrial. Por isso, o desenvolvimento de métodos rápidos, precisos e viáveis são essenciais, especialmente para a produção de polpa celulósica. A espectroscopia no infravermelho próximo surge como uma alternativa promissora, oferecendo uma abordagem não destrutiva, rápida, precisa e com pouco preparo das amostras. O objetivo deste trabalho consistiu em mensurar a densidade básica da madeira, um dos parâmetros de qualidade para a produção de polpa celulósica Kraft, utilizando a espectroscopia no infravermelho próximo, para elaboração de modelos preditivos relacionados ao controle de qualidade da madeira. Neste estudo foi utilizado 100 amostras de cavacos de clones comerciais de Eucalyptus spp., coletadas de diferentes regiões e processadas em serragem. Os espectros foram adquiridos pelo MicroNir e analisados utilizando estatística multivariada com o software Chemoface, envolvendo análises de componentes principais e regressão dos mínimos quadrados parciais. A calibração e validação dos modelos preditivos de densidade foram realizadas correlacionando os espectros com os valores de densidade obtidos por análise laboratoriais, utilizando validação cruzada e validação independente. Na validação cruzada, os espectros usados na calibração foram os mesmos da validação, enquanto na validação independente, as amostras foram separadas em lotes de calibração (75%) e validação (25%). Os coeficientes de determinação na calibração cruzada foram de 0,80 e 0,82, com erros padrão de validação cruzada de 21,64 e 21,00 kg/m³, sem e com tratamento matemático, respectivamente. Na validação independente, o coeficiente de determinação foi de 0,79, com erro padrão de predição de 21,79 kg/m³. A amostragem usando a tecnologia NIR, aliado a análises estatísticas rigorosas, mostrou-se uma técnica robusta e confiável para estimar a densidade da madeira, destacando-se como uma alternativa promissora para a indústria de base florestal e abrindo caminhos para futuras pesquisas e aprimoramentos.