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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.18.2019.tde-14032019-102959
Documento
Autor
Nome completo
Lucas José Marini
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2019
Orientador
Banca examinadora
Lahr, Francisco Antonio Rocco (Presidente)
Almeida, Diego Henrique de
Azambuja, Maximiliano dos Anjos
Título em português
Estimativa de propriedades físicas e mecânicas de Pinus sp. por colorimetria
Palavras-chave em português
Pinus
Colorimetria
Modelos de regressão
Propriedades mecânicas
Resumo em português
A possibilidade de utilização da técnica de colorimetria para obter informações relevantes das peças de Pinus é uma excelente alternativa, uma vez que o colorímetro é um equipamento de fácil manuseio e rápida aquisição de dados, e o uso de madeira de florestas plantadas é crescente no Brasil. O objetivo desta pesquisa foi gerar modelos de regressão para estimativa da densidade aparente e das propriedades mecânicas (resistência e módulo de elasticidade) em função de parâmetros colorimétricos. Nesta pesquisa, 403 amostras de Pinus sp. foram caracterizadas de acordo com o sistema CIE L*a*b*, utilizando um colorímetro Konica Minolta. A densidade aparente, a resistência à compressão paralela às fibras e o módulo de elasticidade na compressão paralela às fibras das 403 amostras também foram determinados, de acordo com as premissas do Anexo B da norma brasileira ABNT NBR 7190 (1997). Foi proposto um modelo de regressão multivariável e testado utilizando análise de variância (ANOVA), ao nível de significância de 5%, para estimar as três propriedades citadas, em função dos parâmetros colorimétricos e do número anéis de crescimento (quantidades de lenho inicial e lenho tardio). Os resultados indicaram que a madeira apresenta coloração branco-amarelada, pois possui valor de luminosidade (L*) superior a 54. A pigmentação amarela (b*) é a principal responsável pela formação das cores no gênero Pinus. A análise de correlação entre cor, número de lenhos (Nle) e densidade revelou que apenas a luminosidade, o número de lenhos e a interação desses fatores afetaram significativamente os valores de densidade. A diminuição da luminosidade e o aumento na quantidade de lenhos implicam um aumento significativo nos valores de densidade da madeira. A análise de correlação entre cor, número de lenhos e módulo de elasticidade revelou que apenas o número de lenhos afetou significativamente os valores do módulo de elasticidade. O aumento no número lenhos implica aumento significativo no módulo de elasticidade na compressão paralela às fibras. A análise de correlação entre cor, número de lenhos e resistência à compressão paralela às fibras mostrou que apenas os fatores L*, a*, b* e as interações L*·b*, a*·b*, afetaram significativamente os valores da resistência. A interação entre os fatores L* e b* implicou na redução dos valores da resistência à compressão paralela às fibras. A técnica de colorimetria mostrou-se adequada para a estimativa de propriedades físico-mecânicas da madeira.
Título em inglês
Estimative of physical and mechanical properties of Pinus sp. by colorimetry
Palavras-chave em inglês
Pinus
Colorimetry
Mechanical properties
Regression models
Resumo em inglês
The possibility of using the colorimetric technique to obtain relevant information of Pinus pieces is an excellent alternative, since the colorimeter is an equipment of easy handling and quick data acquisition, and the use of wood from planted forests is growing in Brazil. This research aims to generate regression models to estimate the wood density and mechanical properties (strength and modulus of elasticity) as a function of colorimetric parameters. Here, 403 pieces of Pinus sp. have been characterized according to the CIE L*a*b* system using a Konica Minolta colorimeter. The apparent density, the compression parallel to the grain strength and the modulus of elasticity in the compression parallel to the grain of the 403 samples were also determined, according to the assumptions of Brazilian standard code ABNT NBR 7190 (1997). It was proposed a multivariate regression model and tested using analysis of variance (ANOVA), at 5% significance level, to estimate the density, the compressive strength and the modulus of elasticity as a function of the colorimetric parameters and the number of tree growth rings (earlywood and latewood). Results indicated that the wood has a yellowish-white coloration, with a value of brightness (L*) higher than 54. The yellow pigmentation (b*) is the main responsible for the color formation of the genus Pinus. Correlation analysis among color, number of tree growth rings (Nle) and density showed that only the brightness, the number of tree growth rings and the interaction of these factors affected significantly the values of density. Decreasing in brightness and increasing in the number tree growth rings implies a significant increasing in wood density values. Correlation analysis among color, number of tree growth rings and modulus of elasticity showed that only the number of tree growth rings affected significantly the values of modulus of elasticity. Increasing in the number tree growth rings implies a significant increasing in the modulus of elasticity. Correlation analysis among color, number of tree growth rings and compression parallel to the grain strength showed that only the factors L*, a*, b* and the interactions L* ·b*, a*· b*, affected significantly the values of strength. The interaction between the factors L* and b* implied the reduction of the values of the compression parallel to the grain strength. The colorimetric technique was appropriated for estimative of physico-mechanical properties of wood.
 
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Data de Publicação
2019-03-21
 
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