Uso da espectroscopia no infravermelho próximo para monitorar o gradiente de umidade da madeira durante a secagem
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...
| Autor: | |
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| Formato: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | Brasil |
| Recursos: | Universidade Federal de Lavras (UFLA) |
| Repositorio: | Repositório Institucional da UFLA |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.ufla.br:1/48422 |
| Acesso em linha: | https://repositorio.ufla.br/handle/1/48422 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | Propriedades Físico-Mecânicas da Madeira Madeira - Gradiente de umidade Madeira - Secagem Espectroscopia no infravermelho próximo Wood - Humidity gradient Wood - Drying Near infrared spectroscopy |
| 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. |
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