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metadata.teses.dc.title: Uso da espectroscopia no infravermelho próximo para monitorar o gradiente de umidade da madeira durante a secagem
metadata.teses.dc.title.alternative: Near infrared spectroscopy use to monitoring the wood moisture gradient
metadata.teses.dc.creator: Baliza, Lívia Freire
metadata.teses.dc.creator.Lattes: http://lattes.cnpq.br/3105323856286226
metadata.teses.dc.contributor.advisor1: Hein, Paulo Ricardo Gherardi
metadata.teses.dc.contributor.advisor-co1: Ramalho, Fernanda Maria Guedes
metadata.teses.dc.contributor.referee1: Hein, Paulo Ricardo Gherardi
metadata.teses.dc.contributor.referee2: Moulin, Jordão Cabral
metadata.teses.dc.contributor.referee3: Couto, Allan Motta
metadata.teses.dc.subject: Madeira - Gradiente de umidade
Madeira - Secagem
Espectroscopia no infravermelho próximo
Wood - Humidity gradient
Wood - Drying
Near infrared spectroscopy
metadata.teses.dc.date.issued: 28-Oct-2021
metadata.teses.dc.description.sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
metadata.teses.dc.identifier.citation: BALIZA, L. F. Uso da espectroscopia no infravermelho próximo para monitorar o gradiente de umidade da madeira durante a secagem. 2021. 48 p. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia da Madeira) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.
metadata.teses.dc.description.resumo: A umidade da madeira está entre as características que mais afeta o desempenho e as aplicações da madeira na indústria e por isso é importante monitorá-la. Contudo, os métodos mais comumente empregados não permitem o monitoramento do gradiente umidade em peças de madeira. O objetivo deste estudo foi desenvolver modelos para estimar o gradiente de umidade da madeira durante a secagem com base nos espectros no infravermelho próximo (NIR) e monitorar a variação espacial da umidade durante a secagem. Caibros de madeira de árvore de Eucalyptus recém abatida foram processados e originaram dez corpos de prova prismáticos com dimensão de 50 (radial) x 50 (tangencial) x 150 mm (longitudinal) utilizados para medição dos espectros no NIR e das massas durante a secagem. Amostras adjacentes aos caibros foram obtidas para determinação da umidade inicial das peças por gravimetria e para estimativa do valor de umidade das peças durante o monitoramento da perda de massa e aquisição espectral. Metade das peças foram submetidas à secagem natural em ambiente controlado enquanto o restante das amostras de madeira foram secas em estufa a 60ºC. As peças foram analisadas em 5 etapas durante a secagem a cada perda de 20% de massa de água. Espectros foram medidos em 100 pontos distribuídos espacialmente dentro de cada peça de madeira e em cada fase de secagem. Inicialmente, 25 espectros foram coletados em pontos equidistantes cobrindo toda a superfície longitudinal x radial do corpo de prova. Para acessar o interior da madeira e coletar espectros, as peças foram aplainadas até determinada profundidade. Assim, o corpo de prova teve sua altura inicial de 50 mm reduzida a 41.67 mm na direção radial (redução de 16.67%) por meio de uma plaina elétrica. Imediatamente após o aplainamento, 25 espectros foram coletados na superfície recém produzida. Assim, outras operações de aplainamento foram executadas no corpo de prova até acessar a região central da peça (50% da altura original). Após a monitoramento espacial da primeira peça, as outras peças permaneceram em secagem e foram processadas e analisadas ao perder 20%, 40%, 60% e 80% de massa de água inicial. Os espectros coletados nas superfícies de cada peça em cada etapa de secagem foram aplicados a uma regressão de mínimos quadrados parciais pré-estabelecida para estimativa da umidade da madeira a partir das assinaturas espectrais. O modelo preditivo apresentou R² de 0.90 e RMSEV de 11.55% e permitiu monitorar a variação espacial do gradiente de umidade dentro das peças de madeira durante a secagem.
metadata.teses.dc.description.abstract: Wood humidity is among the characteristics that most affect the performance and applications of wood in the industry and that is why it is important to monitor it. However, the most used methods do not allow monitoring the humidity gradient in wooden pieces. The aim of this study was to develop models to estimate the wood humidity gradient during drying based on Near Infrared (NIR) spectra and monitor the spatial variation of humidity during drying process. Newly felled Eucalyptus tree wood rafters were processed and resulted in ten prismatic specimens with dimensions of 50 (radial) x 50 (tangential) x 150 mm (longitudinal) used to measure the NIR spectra and the masses during drying. Samples adjacent to the rafters were obtained to determine the initial humidity of the pieces by gravimetry and to estimate the humidity value of the pieces during the monitoring of mass loss and spectral acquisition. Half of the pieces were submitted to natural drying in a controlled environment while the rest of the wood samples were dried in an oven at 60ºC. The pieces were analyzed in 5 steps during drying at each 20% loss of water mass. Spectra were measured at 100 points spatially distributed within each piece of wood and at each drying stage. Initially, 25 spectra were collected at equidistant points covering the entire original longitudinal x radial surface of the specimen. To access the interior of the wood and collect spectra, the pieces were flattened to a certain depth. Thus, the specimen had its initial height of 50 mm reduced to 41.67 mm in the radial direction (reduction of 16.67%) by means of an electric planer. Immediately after planing, 25 spectra were collected on the newly produced surface. Thus, other planing operations were performed on the specimen until accessing the central region of the part (50% of the original height). After spatial monitoring of the first part, the other parts remained in drying and were processed and analyzed by losing 20%, 40%, 60% and 80% of the initial water mass. The spectra collected on the surfaces of each piece at each drying stage were applied to a pre-established partial least squares regression to estimate the wood humidity from the spectral signatures. The predictive model presented R² of 0.90 and RMSEV of 11.55% and allowed to monitor the spatial variation of the moisture gradient inside the pieces of wood during drying.
metadata.teses.dc.identifier.uri: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/48422
metadata.teses.dc.publisher: Universidade Federal de Lavras
metadata.teses.dc.language: por
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