Espectroscopia no infravermelho próximo para predição de lignina siringil/guaiacil em Eucalyptus usando equipamento portátil e de bancada

Abstract

A madeira do eucalipto (Eucalyptus spp.) é uma das principais fontes de polpa de celulose para a produção de papel. No processo de extração da polpa de celulose, a proporção de lignina siringil e guaiacil (S/G) é a principal característica química. Quanto maior a proporção S/G, menores são os custos na extração da polpa de celulose. Todavia, as análises químicas são onerosas e demoradas, tornando-se necessária a utilização de métodos indiretos. Nesse contexto, a espectroscopia do infravermelho próximo (NIR) tem sido amplamente utilizada para o desenvolvimento de modelos de predição das características químicas em diversas amostras. Isso reduz os custos com novas análises químicas e fornece predições rápidas a partir da aquisição dos espectros. O objetivo deste trabalho foi utilizar a NIR para o desenvolvimento de modelos de predição a partir da serragem de 1.220 árvores de duas populações de eucaliptos (Eucalyptus benthamii e E. pellita), com cerca de quatro anos de idade, crescidas em dois biomas diferentes no Brasil. Foram utilizados dois espectrômetros, um de bancada (FOSS 5000) e um portátil (Viavi MicroNIR 1700). Os modelos de classificação e predição foram desenvolvidos a partir de análises multivariadas utilizando somente os espectros (n=6.100) e dos espectros correlacionados com a proporção S/G a partir de trinta árvores de cada população. A classificação das espécies foi muito boa no equipamento de bancada [acurácia superior a 95% na análise discriminante linear (LDA) e coeficiente de determinação (R2) superior a 0,90 na análise discriminante por regressão de mínimos quadrados parciais (PLS-DA)] e levemente menor do equipamento portátil (LDA=93% e R2=0,80). Nos modelos de predição quantitativa, os resultados da PLS feitas a partir dos espectros no equipamento de bancada foram superiores aos resultados do equipamento portátil baseado em quatro parâmetros de análise dos modelos desenvolvidos: RSD - desvio padrão relativo (coeficiente de variação entre o valor de referência e o predito), rs - ranqueamento pela correlação de Spearman, RPD - razão da performance pelo desvio, e R2 . Os melhores modelos, com validação externa obtiveram os seguintes índices: 4,06; 0,95; 2,08 e 0,82 para o equipamento de bancada e 6,39; 0,0; 1,06 e 0,46 para o equipamento portátil, respectivamente. Dessa forma, os modelos no equipamento de bancada podem ser utilizados além de uma seleção inicial, o que seria sugerido baseando-se somente na RPD. Esses modelos podem ser utilizados em programas de melhoramento para as espécies desse estudo e como referência para a extração da polpa de celulose na indústria.