Use of non-destructive techniques for characterization of Pinus caribaea Var. Hondurensis and Eucalyptus grandis woods

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2009.O setor florestal brasileiro desempenha papel importante na economia do país, e suas indústrias precisam alcançar a excelência na qualidade dos produtos para conquistar o mercado consumidor. O desenvolvimento de novas tecnologias, bem como o aprimoramento de técnicas já conhecidas é o modo mais eficiente de melhorar a qualidade dos produtos fabricados pela indústria florestal e consequentemente utilizar de forma racional o potencial madeireiro que o Brasil disponibiliza. É crescente a necessidade de novas tecnologias relacionadas à caracterização tecnológica da madeira de espécies florestais, atualmente realizada por meio de ensaios destrutivos. A utilização de tecnologias alternativas não destrutivas tem se mostrado eficiente na caracterização e na avaliação da qualidade da madeira. Este trabalho objetiva a utilização de técnicas não destrutivas: análise de imagem, colorimetria, espectroscopia no infravermelho próximo (Near infrared spectroscopy NIRS) e ondas ultrassonoras para caracterizar tecnologicamente as madeiras de Eucalyptus grandis e Pinus caribaea Var. hondurensis. A pesquisa foi desenvolvida na Universidade de Brasília (UnB), em conjunto com o Laboratório de Produtos Florestais LPF/SFB, e a Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP São Paulo). Os resultados obtidos nesta pesquisa utilizando-se as técnicas de análise de imagem, de colorimetria, de espectroscopia de infravermelho próximo e de ondas ultrassonoras para as madeiras de Pinus e Eucalyptus podem ser consideradas alternativas para a caracterização das madeiras destes gêneros. A propriedade melhor estimada por todas as técnicas foi a densidade, seguida do módulo de elasticidade (MOE) e pelo módulo de ruptura (MOR). Na análise de imagem a densidade permite a separação das madeiras, e prevê os valores com maior precisão para Pinus e Eucalyptus, com coeficientes de determinação de 0,96 e 0,59, respectivamente. Na análise colorimétrica a face radial foi a que melhor correlacionou as propriedades mensuradas, com ênfase para a densidade e o MOR. Na análise de ultrassom não foi possível a separação das madeiras, e as propriedades melhores estimadas foram a densidade e o MOE. Na análise por NIRS, observou-se que podem ser utilizadas quaisquer das faces (tangencial ou radial), embora a face que melhor representa os resultados seja a face tangencial. A densidade, o MOE e o MOR foram as propriedades que apresentaram resultados mais expressivos para este estudo. As técnicas utilizadas permitiram concluir que as espécies podem ser separadas em grupos de coníferas e folhosas, pelas características distintas, e suas propriedades físicas e mecânicas podem ser preditas com a utilização dessas técnicas. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe Brazilian forestry sector plays an important role in the economy of the country and its industries need to achieve excellence in product quality to win the consumer market. The development of new technologies and the improvement of techniques already known is the most efficient way to improve the quality of products manufactured by the forest industry and therefore a rational way of using the potential of timber available in Brazil. It is increasing the need for new technologies related to the characterization of wood, currently determined by destructive testing. The use of alternative non-destructive technology has been effective in characterizing and assessing the quality of wood. This study aims the use of non-destructive techniques: image analysis, colorimetry, near infrared spectroscopy (NIRS), ultra-sound to characterize Eucalyptus grandis and Pinus caribaea var. hondurensis woods. The research was developed at the University of Brasilia (UnB), together with to Forest Products Laboratory - LPF / SFB, and the State University of Campinas (UNICAMP - São Paulo). The results obtained in this study using the techniques of image analysis, the colorimetry of near infrared waves and ultrassonoras to the woods of pine and eucalyptus can be considered alternatives to the characterization of these woods. The property best estimated by all the techniques was the density, the modulus of elasticity (MOE) and modulus of rupture (MOR). The analysis of the image density allows the separation of the wood density, and provides more accurate values for Pinus and Eucalyptus, with coefficients determination of 0.96 and 0.59, respectively. Colorimetric analysis in the radial surface was better correlated to the properties measured, with emphasis on density and MOR. In the analysis of ultrasound it was not possible to separate the wood and the better estimated properties were the density and MOE. In the analysis by NIRS, it was observed that it can be used on any surface (tangential or radial), although the face that best represents the results in the tangential. The density, the MOE and MOR were properties that had more significant results for this study. The techniques used permitted to conclude that the species can be separated into groups of conifers and hardwoods, the distinctive characteristics and its physical and mechanical properties can be predicted with the use of these techniques