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Título: Propriedades tecnológicas de espécies florestais de pequeno diâmetro manejadas na Amazônia
Autor: Nascimento, Cristiano Souza do
Orientador: Santos, Joaquim dos
Coorientador: Nascimento, Claudete Catanhede do
Palavras-chave: Madeiras de pequeno diametro
Data do documento: 15-Ago-2022
Programa: Ciências de Florestas Tropicais - CFT
Abstract: The search for tropical woods with consolidated and intense use can lead to the overexploitation of native species, reducing their stock in the forest. For this reason, the indication of new species must be based on scientific information, and knowledge of the technological properties of small-diameter species is important to subsidize sustainable management of the Amazon. The objective of this thesis was to evaluate the physical, mechanical and chemical properties of forest species in a managed area in the Amazon using traditional and non-destructive methodologies to indicate rational use. The species breu-vermelho (Protium puncticulatum J.F. Macbr and P. tenuifolium Engl.), ingá (Inga alba (Sw.) Willd. and I. paraensis Ducke), mata-matá (Eschweilera coriacea DC. Mart. Ex. Berg., E. odora Poepp. and E. truncata A.C.Sm.), muirajibóia (Swartzia recurva Poepp.), murici (Byrsonima crispa A. Juss) and piãozinho (Micrandropsis scleroxylon W. Rod.) with a diameter between 25-50 cm were collected in the secondary forest area of the ZF-2 (EEST/INPA), located at the edge of km 934 on BR-174 (Manaus – Boa Vista/Brazil). In this material, the chemical properties (extractives, total polyphenols, solubility in water, lignin, cellulose, and ash), physical-mechanical (moisture, higher calorific value - PCS, basic density - Db, modulus of elasticity - MOE, and rupture - MOR), and phytochemical tests in extractives. Spectra in the near infrared region (NIR) were obtained and predictive models (non-destructive methodology) were developed and tested. In the first part of the work, the results of the chemical analyzes indicated a low concentration of ash in the studied woods, and in E. odora a high content of extractives, while in M. scleroxylon a high concentration of lignin. As for the physical-mechanical properties, the wood presents a medium to high density profile, while M. scleroxylon had higher mechanical resistance in the study. The multivariate analysis using the K-means algorithm indicated the formation of six classes for the evaluated woods, where E. truncata was grouped by the characters MOE, MOR, and ash, while I. alba by the values of cellulose, Db, MOE, and MOR. In the validation of non-destructive models (NIR) for matá-matá wood, the predicted values for the chemical and physico-mechanical properties of the woods were compatible with the destructive determinations of tropical species. In the part of the phytochemical profile of the extractives of the studied species, E. odora and E. coriacea were considered species rich in chemical classes. Tannins were the chemical class present in the extracts of the ten species. The presence of alkaloids, anthraquinones, and tannins in extractives is related to the high natural biological resistance of the species. For M. scleroxylon extractives, the phytochemical profile was composed of anthraquinones, steroids, flavonoids, and condensed tannins, emphasizing that these results are recorded for the first time. In the last part of this thesis, NIR models were tested to discriminate types of tannins in Amazonian forest species. NIR spectroscopy combined with multivariate analysis proved to be efficient (over 90% hits) and detected condensed tannins in 66% of the species. The technological characterization of small-diameter wood from a managed area in the Amazon using traditional and non-destructive methodology is a satisfactory resource for decision-making in forest management plans that may indicate the use of new species in the forestry sector.
Resumo: A procura por madeiras tropicais de uso consolidado e intenso, pode ocasionar a superexploração de espécies nativas, diminuindo seu estoque na floresta. Por essa razão, a indicação de novas espécies deve estar embasada em informações científicas e o conhecimento das propriedades tecnológicas de espécies de pequeno diâmetro são importantes para subsidiar o manejo sustentável para a Amazônia. O objetivo desta tese foi avaliar as propriedades físicas, mecânicas e químicas de espécies florestais de área manejada da Amazônia utilizando metodologias tradicionais e não destrutivas a fim de indicação de uso racional. As espécies breu-vermelho (Protium puncticulatum J.F. Macbr e P. tenuifolium Engl.), ingá (Inga alba (Sw.) Willd. e I. paraensis Ducke), matá-matá (Eschweilera coriacea DC. Mart. Ex. Berg., E. odora Poepp. e E. truncata A.C.Sm.), muirajibóia (Swartzia recurva Poepp.), murici (Byrsonima crispa A. Juss) e piãozinho (Micrandropsis scleroxylon W. Rod.) com diâmetro entre 25-50 cm foram coletadas na área de mata secundária da ZF-2 (EEST/INPA), localizada a margem do km 934 na BR-174 (Manaus - Boa Vista/Brasil). Nesse material foram determinados por metodologia tradicional (metodologia destrutiva) as propriedades químicas (extrativos, polifenóis totais, solubilidade em água, lignina, celulose e cinzas), físico-mecânicas (umidade, poder caloríficos superior - PCS, densidade básica - Db, módulo de elasticidade – MOE e ruptura - MOR), e testes fitoquímicos nos extrativos. Espectros na região do infravermelho próximo (NIR) foram obtidos e modelos preditivos (metodologia não destrutiva) foram desenvolvidos e testados. Na primeira parte do trabalho, os resultados das análises químicas indicaram baixa concentração de cinzas nas madeiras estudadas, e em E. odora alto teor de extrativos, enquanto em M. scleroxylon alta concentração de lignina. Quanto às propriedades físico-mecânicas, as madeiras apresentam perfil de média a alta densidade, enquanto M. scleroxylon teve maior resistência mecânica no estudo. A análise multivariada aplicando o algoritmo K-means indicou a formação de seis classes para as madeiras avaliadas, onde E. truncata foi agrupado pelos caracteres MOE, MOR e cinzas, enquanto I. alba pelos valores de celulose, Db, MOE e MOR. Na validação de modelos não destrutivos (NIR) para as madeiras de matá-matá, os valores preditos para as propriedades químicas e físico-mecânicas das madeiras foram compatíveis com as determinações destrutivas de espécies tropicais. Na parte do perfil fitoquímico dos extrativos das espécies estudadas E. odora e E. coriacea foram consideradas espécies ricas em classes químicas. Taninos foi a classe química presente nos extrativos das dez espécies. A presença de alcalóides, antraquinonas e taninos em extrativos estão relacionados à alta resistência biológica natural das espécies. Para extrativos de M. scleroxylon o perfil fitoquímico foi composto por antraquinonas, esteróides, flavonóides e taninos condensados, ressaltando que esses resultados são registrados pela primeira vez. Na última parte desta tese foram testados modelos NIR para discriminar tipos de taninos em espécies florestais da Amazônia. A espectroscopia NIR combinada com análise multivariada mostrou-se eficiente (acertos acima de 90%) e detectou taninos condensados em 66% das espécies. A caracterização tecnológica da madeira de pequeno diâmetro de área manejada da Amazônia por meio de metodologia tradicional e não destrutiva é recurso satisfatório na tomada de decisões nos planos de manejo florestais que podem indicar o uso de novas espécies ao setor florestal.
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