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Tipo: Dissertação
Título: Diferenciação de espécies de Eucalipto usando análise multivariada e espectroscopia no infravermelho
Autor(es): MILLER DE OLIVEIRA LACERDA
Primeiro orientador: Cicero Rafael Cena da Silva
Resumo: A madeira de eucalipto é empregada para a produção de celulose, móveis, construção civil, entre outras aplicações, possuindo espécies mais indicadas para cada uso. A separação e classificação de espécies de madeira baseia se em características como a cor, o cheiro, o sabor, a textura ou o brilho. Alternativamente, análises laboratoriais mais elaboradas podem ser empregadas, demandando maior tempo e custo para análises. Portanto, é necessário desenvolver um novo método preciso, rápido e de baixo custo para a classificação de espécies de madeira. Neste trabalho, investigamos o uso da espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) associado ao aprendizado de máquina como alternativa para a classificação de 6 diferentes espécies de árvores da família dos eucaliptos: Eucalyptus camaldulensis, Corymbia citriodora, GG100, Eucalyptus grandis, Eucalyptus saligna e Eucalyptus urophylla. Utilizando algoritmos de aprendizado de máquina nos dados obtidos da análise de componentes principais (PCA) do espectro de FTIR de amostras de alburno em pó, foi possível obter modelos preditores para a classificação das espécies. O espectro de infravermelho foi dividido em três regiões, 4000 – 700, 3000 – 2800 e 2000 – 700 cm-1, para análise da influência da celulose, hemicelulose, lignina e extrativos vegetais nos diferentes classificadores. O algoritmo Support Vector Machine (SVM), atingiu uma acurácia superior a 90% - em todos os intervalos estudados – nos testes de validação do tipo Leave One Out Cross Validation. Palavras-chave: Eucalipto; FTIR; Alburno; Análise Multivariada; Aprendizado de Máquina.
Abstract: Eucalyptus wood is used for the production of cellulose, furniture, civil construction, among other applications, with the most suitable species for each use. The separation and classification of wood species is based on characteristics such as color, smell, taste, texture or brightness. Alternatively, more elaborate laboratory analyzes can be used, demanding more time and cost. Therefore, it is necessary to develop a new accurate, fast and low-cost method for classifying wood species. In this work, we investigated the use of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) associated with machine learning as an alternative for the classification of 6 different tree species of the Eucalyptus family: Eucalyptus camaldulensis, Corymbia citriodora, GG100, Eucalyptus grandis, Eucalyptus saligna and Eucalyptus urophylla. Using machine learning algorithms on data obtained from principal component analysis (PCA) of the FTIR spectrum of powdered sapwood samples, it was possible to obtain predictive models for species classification. The infrared spectrum was divided into three regions, 4000 – 700, 3000 – 2800 and 2000 – 700 cm-1, to analyze the influence of cellulose, hemicellulose, lignin and plant extractives on the different classifiers. The Support Vector Machine (SVM) algorithm achieved an accuracy greater than 90% - in all studied intervals - in the Leave One Out Cross Validation tests. Keywords: Eucalyptus; FTIR; Machine Learning; Multivariate Analysis: Sap-wood.
Palavras-chave: espectroscopia, Eucalipto, infravermelho
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/123456789/5570
Data do documento: 2022
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais

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