Estimativa de lignina e extrativos em eucalyptus comparando equipamentos NIR portáteis

dc.contributor.advisorHein, Paulo Ricardo Gherardi
dc.contributor.co-advisorGomes, Fernando José Borges
dc.contributor.refereeMascarenhas, Adriano Reis Prazeres
dc.contributor.refereeRamalho, Fernanda Maria Guedes
dc.creatorTavares, Luíza Mendonça Bonfim
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/4394296995533966
dc.date.accessioned2025-09-23T15:34:38Z
dc.date.issued2025-07-18
dc.description.abstractWood quality control is essential, as it enables more efficient management of this raw material throughout the production process. Near-infrared (NIR) spectroscopy is a promising technique for monitoring these properties; however, further studies are needed to evaluate the accuracy of its estimations. The objective of this study was to evaluate the performance of portable NIR spectrometers (MicroNIR, Viavi Solutions Inc., CA United States), considering differences in equipment configurations, methodology and operators, in the estimation of lignin and extractive content in Eucalyptus wood. The samples were obtained from Eucalyptus clones supplied by two companies. Principal component analysis (PCA) was applied to evaluate spectral dispersion, partial least squares regression (PLS-R) was used to build predictive models, which were subjected to four validation methods: (1) validation with external data not used in the model calibration; (2) model calibration using 70% of the data and validations with the remaining 30%; (3) calibration using equipment 1 and validation with equipment 2; and (4) calibration using equipment 2 and validation with equipment 1. Regression coefficients were also analyzed to identify the most relevant spectral bands for model construction. The models were selected based on the highest coefficient of determination (R2 ), lowest root mean square error (RMSE) and highest residual predictive deviations (RPD). For lignin content prediction, the 70%/30% validation using equipment 1 showed the best performance compared to the others methods (R2= 0,71, RMSEp= 0,44, and RPD=3,936), in the case of extractive content, the external validation showed high R 2 and RMSEp values, whereas the 70%/30% validation yielded both low RMSEp and low R 2 values, also in equipment 1. Analysis of regression coefficients allowed the identification of bands that differentiate the two components, especially in the 1.000 a 1.300 nm region, corresponding to lignin molecular bands. Therefore, NIR using a portable device demonstrates good potential for predicting the chemical composition of wood.
dc.description.areastematicasdaextensaoMeio ambiente
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.notesArquivo retido a pedido da autoria, até agosto de 2026.
dc.description.odsODS 9: Indústria, inovação e infraestrutura
dc.description.odsODS 12: Consumo e produção responsáveis
dc.description.resumoO controle da qualidade da madeira é indispensável, pois permite uma gestão mais eficiente dessa matéria prima ao longo do processo produtivo. A espectroscopia no infravermelho próximo (NIR) é uma técnica promissora para o monitoramento dessas propriedades, no entanto precisa ser mais estudada para avaliar a eficácia de suas estimativas. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de dois espectrômetros NIR portáteis (MicroNIR (Viavi Solutions Inc., CA, Estados Unidos)) considerando diferenças nas configurações dos equipamentos, na metodologia e dos operadores na estimativa dos teores de lignina e extrativos em madeira de Eucalyptus. As amostras utilizadas foram obtidas de clones de Eucalyptus de duas empresas. A análise de componentes principais (PCA) foi aplicada para analisar a dispersão dos espectros, a regressão por mínimos quadrados parciais (PLS-R) para construir modelos de predição, submetidos a quatro métodos de validação: (1) validação com dados externos à calibração do modelo; (2) calibração do modelo utilizando 70% dos dados e validação com 30% restantes; (3) calibração do modelo com o equipamento 1 e validação com o equipamento 2; e (4) calibração do modelo com o equipamento 2 e validação com o equipamento 1. Já o coeficiente de regressão foi aplicado para avaliar as bandas mais importantes para a construção dos modelos, os quais foram avaliados pelo maior coeficiente de determinação (R2 ), menor raiz do erro quadrático médio (RMSE) e maior desvio preditivo residual (RPD). Para a predição do teor de lignina a validação do tipo 70%/30% no equipamento 1 apresentou melhor desempenho comparado aos demais (R2= 0,71, RMSEp= 0,44 e RPD=1,76), enquanto para predição do teor de extrativos, a validação com dados externos apresentou altos valores de R 2 e de RMSEp, a validação 70%/30% apresentou baixos valores de RMSEp e de R 2 também no equipamento 1. A análise dos coeficientes de regressão permitiu analisar bandas que diferenciam os dois componentes, principalmente na região de 1.000 a 1.300 nm, caracterizando ligações da molécula de lignina. Dessa forma, o NIR, utilizando equipamento portátil, demonstra um bom potencial para predição dos componentes químicos da madeira.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.tipodeimpactoSociais
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.description.tipodeimpactoEconômicos
dc.identifier.citationTAVARES, Luíza Mendonça Bonfim. Estimativa de lignina e extrativos em eucalyptus comparando equipamentos NIR portáteis. 2025. 49 p. Dissertação (Mestrando em Ciência e Tecnologia da Madeira) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60320
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeEscola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia da Madeira
dc.rightsAttribution 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
dc.subjectRadiação no NIR
dc.subjectQuímica da madeira
dc.subjectQualidade da madeira
dc.subjectPredição molecular da madeira
dc.subject.cnpqCiências Agrárias
dc.titleEstimativa de lignina e extrativos em eucalyptus comparando equipamentos NIR portáteis
dc.title.alternativeEstimation of lignin and extractives in eucalyptus comparing portable NIR equipment
dc.typedissertação

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