Carvão vegetal comercial da Serra Catarinense : identificação anatômica e discriminação pela espectroscopia no infravermelho próximo

Abstract

Resumo: O conhecimento dos caracteres anatômicos das espécies florestais é de suma importância para sua distinção. Mesmo após o processo de carbonização, o material sofre poucas alterações nos seus elementos anatômicos, possibilitando a correta identificação da espécie. Assim, esse trabalho teve por objetivo discriminar as espécies comercializadas na forma de carvão vegetal na região da Serra Catarinense, com base na estrutura anatômica e na análise do infravermelho próximo, auxiliando na fiscalização do uso de carvão vegetal oriundo de florestas nativas. Foram adquiridas cinco embalagens de carvão vegetal de 3 kg/cada, comercializadas em Urubici – SC. Inicialmente, foi realizada uma pré-seleção das peças com maior similaridade, depois foram obtidas imagens em estereomicroscópio e microscópio eletrônico de varredura, e posteriormente, foi efetuada a descrição dos elementos anatômicos e identificação das amostras a nível de gênero. Das mesmas amostras foram obtidos espectros em infravermelho próximo. Constatou-se a adulteração no conteúdo das embalagens de carvão vegetal analisados. Foram encontrados 34 gêneros, tanto do grupo das angiospermas quanto gimnospermas. Dentre os gêneros encontrados, destaca-se Ocotea/Nectandra com algumas espécies, presentes na lista de ameaçadas de extinção, demonstrando a importância da fiscalização. Ao avaliar os espectros obtidos na região do infravermelho próximo para o carvão, averiguou-se que a transformação em segunda derivada e MSC, com base na distribuição do PCA, apresentaram a separação de grupos das amostras de Eucalipto x Pinus e Eucalipto x Nativas. Com relação aos classificadores, os espectros transformados em MSC na faixa espectral de 4.000 a 6.000 cm-1 com o modelo k-NN apresentou melhor valor de acurácia. Sendo assim, a anatomia do carvão revelou que a carbonização não altera significativamente as estruturas anatômicas, o que possibilita a utilização dos seus elementos para discriminação das espécies. A técnica de espectros NIR, associado à quimiometria é considerada eficiente, rápida, confiável, mostrando ser promissora no que se refere à alcançabilidade de identificação de carvão vegetal.

Abstract: The knowledge of the anatomical characters of forest species is extremely important for their distinction. Even after the carbonization process, the material undergoes few changes in its anatomical elements, enabling the correct identification of the species. Thus, this work aimed to discriminate the species sold in the form of charcoal in the Serra Catarinense region, based on anatomical structure and near-infrared analysis, helping to monitor the use of charcoal from native forests. Were acquired five packages of charcoal weighing 3 kg/each were purchased, sold in Urubici – SC. Initially, a pre-selection of the pieces with the greatest similarity was carried out, then images were obtained using a stereomicroscope and scanning electron microscope, and subsequently, the anatomical elements were described and the samples were identified at the gender level. Near infrared spectra were obtained from the same samples. Adulteration was found in the contents of the charcoal packaging analyzed. were found 34 genders, both from the angiosperm and gymnosperm groups. Among the genders found, Ocotea/Nectandra stands out, because it has some species present on the list of endangered ones, demonstrating the importance of inspection. When evaluating the spectra obtained in the near infrared region for coal, it was found that the second derivative transformation and MSC based on the PCA distribution showed the separation of groups of the Eucalyptus x Pine and Eucalyptus x Native. Regarding the classifiers, the spectra transformed into MSC in the spectral range of 4,000 to 6,000 cm-1 with the k-NN model showed the best accuracy value. Therefore, the anatomy of coal revealed that carbonization does not significantly alter the anatomical structures, which makes it possible to use its elements to discriminate between species. The NIR spectra technique, associated with chemometrics, is considered efficient, fast and reliable, showing promise in terms of the achievability of charcoal identification.