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Tipo: Dissertação
Título: Análise e Diferenciação de espécies de madeiras comerciais utilizando espectroscopia óptica no infravermelho por transformada de Fourier e análise multivariada
Autor(es): Everton Chaves Prates de Jesus
Primeiro orientador: Cicero Rafael Cena da Silva
Resumo: A madeira é um composto abundante, renovável e biodegradável com muitas aplicações úteis, constituído basicamente 50% de celulose, de 20 a 30% de lignina, 20 a 25% de hemicelulose e 2 a 5% de outros constituintes das madeiras que pode incluir lipídios, compostos fenólicos, terpenóides, ácidos graxos, ácidos de resina e ceras. No entanto, observa que a identificação de espécies de madeira é feita usualmente com base em análise sensorial humana, observando sua cor, cheiro, textura, quantidade e a distribuição dos poros como alguns dos fatores que formam a identidade de cada espécie de madeira. A análise pode ser feita a olho nu ou com auxílio de uma lente portátil de 10 vezes de aumento. A ausência de um método de análise mais robusto para classificação e rastreabilidade, independente do treinamento ou análise sensorial humana acarreta a classificação errônea da mesma, prejudicando o controle de qualidade e fiscalização da madeira comercializada, métodos tradicionais como Van Soest são aplicados dessa forma, mas demoram cerca de 3 ou 4 dias para análise. Nesta vertente, pesquisas voltadas a associação das técnicas de Aprendizagem de Máquina (AM), juntamente a técnica de Espectroscopia de Infravermelho por Transformadas de Fourier (FTIR) para discriminar diferentes tipos de materiais, que resolvam as dificuldades dos métodos tradicionais e apresentem vantagens para implementação, como rapidez, custo, vem crescendo nos últimos anos. Com isso, este trabalho busca associar a técnica de FTIR e AM para solucionar os problemas encontrados na identificação incorreta da madeira comercial, e melhorar o tempo, custo com relação aos métodos tradicionais. Foi utilizado o espectro de absorção no infravermelho de cinco espécies de madeira: Hymenolobium petraeum Ducke, Angelim-pedra (ANG); Gochnatia polymorpha, Cambara (CAM); Erisma uncinatum, Cedrinho (CED)Dipteryx odorata, Champagne (CHA); Goupia glabra Aubl, Peroba do Norte (PER). Os resultados demonstraram que a técnica de FTIR juntamente com análise multivariada, foram capazes de diferenciar as cinco espécies de madeira com sensibilidade e especificidade de 100%. O método desenvolvido possibilita que indústrias, laboratórios, empresas e/ou órgãos de controle possam identificar a natureza do produto após extraídos e semi-manufaturado.
Abstract: Wood is an abundant, renewable and biodegradable compound with many useful applications, consisting primarily of 50% cellulose, 20 to 30% lignin, 20 to 25% hemicellulose and 2 to 5% of other wood constituents that may include lipids. , phenolic compounds, terpenoids, fatty acids, resin acids and waxes. However, he observes that the identification of wood species is usually done based on human sensory analysis, observing its color, smell, texture, quantity and pore distribution as some of the factors that form the identity of each wood species. The analysis can be done with the naked eye or with the aid of a portable 10x magnification lens. The absence of a more robust analysis method for classification and traceability, regardless of training or human sensory analysis leads to erroneous classification of it, harming the quality control and inspection of commercialized wood, traditional methods such as Van Soest are applied in this way, but take about 3 or 4 days for analysis. In this aspect, researches aimed at the association of Machine Learning (AM) techniques, together with the Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) technique to discriminate different types of materials, which solve the difficulties of traditional methods and present advantages for implementation, such as speed, cost, has been growing in recent years. Thus, this work seeks to associate the technique of FTIR and AM to solve the problems found in the incorrect identification of commercial wood, and improve time and cost compared to traditional methods. The infrared absorption spectrum of five wood species was used: Hymenolobium petraeum Ducke, Angelim-pedra (ANG); Gochnatia polymorpha, Cambara (CAM); Erisma uncinatum, Cedrinho (CED)Dipteryx odorata, Champagne (CHA); Goupia glabra Aubl, Northern Peroba (PER). The results showed that the FTIR technique together with multivariate analysis were able to differentiate the five wood species with 100% sensitivity and specificity. The method developed allows industries, laboratories, companies and/or control bodies to identify the nature of the product after it is extracted and semi-manufactured.
Palavras-chave: FTIR, Análise Multivariada, Análise de Componentes Principal, Validação Cruzada, Madeiras comerciais, Aprendizagem de Máquina.
País: Brasil
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/4277
Data do documento: 2021
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais

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