Estimativas de propriedades e identificação da madeira com uso da espectroscopia no infravermelho próximo - NIR

Abstract

A tecnologia espectral do infravermelho próximo (Near infrared spectroscopy - NIR) é amplamente aplicada no setor florestal, auxiliando nos processos industriais, na prevenção de estruturas em madeira, na identificação de madeiras, dentre outras. O NIR na identificação de madeiras, pode auxiliar no combate ao comércio ilegal das madeiras, especialmente as nativas da Mata Atlântica. Toda a técnica da espectroscopia é combinada com técnicas da estatística multivariada, e essa combinação é conhecida como Quimiometria. Nesse sentido, o objetivo geral desse trabalho foi utilizar a técnica espectral do infravermelho próximo, para auxiliar nas predições relacionadas ao uso da madeira, como estimativas de biomassa florestal, resposta ao ataque de xilófagos e identificação/diferenciação das espécies. Foram utilizadas ao todo 13 espécies nativas da Mata Atlântica, oriundas de plantios homogêneos com espaçamento 3 x 2 m. Com a quimiometria, foram desenvolvidos modelos estatísticos para estimar propriedades da madeira e identificar as espécies, através da tradução dos espectros por meio da Análise de Componentes Principais (Principal Componentes Analyse – PCA), da Regressão pelos Mínimos Quadrados Parciais (Parcial Last Square – PLS ) e pela Regressão por Função Discriminante (PLS-DA). Na separação e identificação das espécies os coeficientes de determinação do modelo gerado pela PLS-DA foi de 0,94 na calibração cruzada e na predição de amostras independentes 0,92, com erro de predição de cerca de 7%. Logo, a utilização dos modelos preditivos com bases nos espectros do NIR, foi significativa tanto para a discriminação quanto para identificação de espécies da Mata Atlântica analisadas. A estimativa da biomassa aérea por meio de métodos não destrutivos, também foram estudadas a fim de conhecer estoque de carbono acumulado. Para tanto foram utilizadas sete diferentes metodologias de estimativa de biomassa seca, de forma direta (destrutivo e não destrutivo) e indireta (modelos estatísticos). Pelo método destrutivo, foi realizada a pesagem e cubagem rigorosa e pelo método não destrutivo, foi utilizada valores de densidade básica estimada pela tecnologia da espectroscopia NIR e a densitometria de raio-X (QTRS-01X Tree Ring Scanner). Os modelos gerados pela PLS, para densidade básica estimada pelo NIR e Raio-X, podem ser utilizados para estimativa de biomassa da parte aérea para as espécies estudas. Elas apresentaram diferentes estratégias no acúmulo de carbono, demonstrando a importância que o manejo florestal tem sobre as espécies nativas da Mata Atlântica. Modelos preditivos para distinguir os estágios da biodegradação de quatro espécies nativa de madeira clara, também foram estudados. Foram feitos os ensaios de biodeterioração e a caracterização químicas, para o reconhecimento do material. A avaliação estatística da perda de massa foi pelo teste não paramétrico (Kruskal-Wallis). A maioria das espécies demostraram alta resistência natural, sendo categorizadas em altamente resistente ao ataque do fungo, e apresentaram uma relação com o teor de extrativos. Os modelos preditivos corroboraram com os resultados da perda de massa, discriminando com 100% de precisão na presença do fungo na madeira. Novos estudos são necessários para ampliar a base de dados trazendo robustez aos modelos preliminares gerados pela PLS-DA, aumentando as informações sobre as espécies com potencial madeireiro da mata atlântica, agregando ao manejo desse bioma mais justificativas em relação a sua viabilidade econômica junto a conservacionista.