RESUMO O entendimento das relações entre as propriedades da madeira e do carvão vegetal possibilita a melhoria da produção de carvão. Sendo assim, neste estudo utilizou-se o algoritmo random forest para análise da influência de propriedades da madeira de eucalipto sobre a qualidade do carvão vegetal, bem como avaliou-se a acurácia dos valores preditos em relação às estimativas do support vector regression e da regressão linear múltipla. Foram mensuradas seis propriedades da madeira e seis do carvão do híbrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla e de doze clones de Corymbia torelliana x Corymbia critriodora com sete anos de idade. Nas análises, foi utilizado a medida de redução média da impureza do nó (soma de quadrados residual) do random forest e a correlação de cópulas para avaliar a relação entre propriedades da madeira e do carvão. O random forest foi comparado ao support vector regression e à regressão linear múltipla por meio do coeficiente de determinação, correlação linear entre valores observados e preditos, erro médio absoluto e raiz quadrada do erro quadrático médio. A acurácia do random forest foi maior que a do support vector regression e da regressão linear múltipla, principalmente em termos de coeficiente de determinação e correlação linear entre valores observados e preditos. O rendimento e qualidade do carvão vegetal dos clones foram influenciados, principalmente, pelo teor de holocelulose, relação cerne/alburno e densidade básica da madeira. A densidade relativa aparente do carvão foi a variável em que o random forest atingiu o melhor nível de explicação da variabilidade em função das propriedades da madeira, enquanto para o teor de carbono fixo o algoritmo forneceu predições com menor erro.

ABSTRACT The understanding of the relationship between the properties of wood and charcoal makes it possible to improve the production of charcoal. Therefore, the random forest algorithm was used in this study to analyze the influence of eucalyptus wood properties on the quality of charcoal as well as the accuracy of the predicted values concerning the results estimated by support vector regression and multiple linear regression. Six properties of wood and six properties of charcoal obtained from the hybrid Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla and from twelve clones of Corymbia torelliana x Corymbia critriodora at the age of seven were measured. In the analysis, the measure of mean decrease in node impurity (residual sum of squares) calculated with the random forest and the copula correlation was used to evaluate the relationship between properties of wood and charcoal. The random forest was compared to the support vector regression and multiple linear regression through the coefficient of determination, linear correlation between observed and predicted values, mean absolute error and root mean squared error. The accuracy of the random forest was greater than that obtained with the support vector regression and multiple linear regression, mainly in terms of the coefficient of determination and the linear correlation between observed and predicted values. The yield and quality of the charcoal produced from clones were mainly influenced by the holocellulose content, heartwood/sapwood ratio, and basic wood density. The apparent relative density of charcoal was the variable in which the random forest algorithm reached the best level of explanation of the variability as a function of the properties of wood, while the minor error was observed for the fixed carbon content.

RESUMO A madeira de eucalipto de árvores adultas é utilizada para os mais diversos fins, entretanto, a utilização desta madeira de árvores de idade precoce é limitada. O objetivo foi caracterizar e propor utilizações para madeira de eucalipto com dois anos de idade. Seis clones de Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla, com dois anos de idade, foram selecionados e suas características anatômicas, ultraestruturais, físicas e mecânicas avaliadas. A madeira do clone A apresentou fibras mais robustas e de melhor arranjo microfibrilar, resultando em melhores propriedades mecânicas e, por isto, melhor desempenho para uso estrutural. O clone F apresentou madeira com pouca variação da densidade básica no sentido radial, facilitando sua trabalhabilidade e, com o clone B, apresentou menor coeficiente de anisotropia e, por isto, a madeira é recomendada para locais com alta variação de umidade. A heterogeneidade das características da madeira dos clones avaliados corrobora a necessidade estudos por clone para uma sua melhor utilização.

ABSTRACT Eucalyptus wood from adult trees is used for several purposes; however, the wood of younger trees has limited use. This study aims to characterize and propose uses of two-year-old eucalyptus wood. Six two-year-old Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla clones have been selected and their anatomical, ultrastructural, physical and mechanical wood characteristics evaluated. The wood of Clone A shows more robust fibers with better microfibril arrangement, resulting in better mechanical properties, and therefore, a better performance for structural use. Clone F showed a low variation of wood basic density in the radial direction, facilitating its machinability, and with the Clone B, showed a lower anisotropy, and therefore, the wood is recommended for locations with high variations of humidity. The heterogeneity of the wood characteristics of the evaluated clones confirms the need for further studies, to choose those most adequate to each use.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi testar uma nova metodologia para avaliar a resistência das árvores aos danos causados pelos ventos e determinar as características que aumentam a resistência dos clones a estes danos. A resistência das árvores à ruptura e a tensão de crescimento, assim como a densidade básica, ultraestrutura, anatomia e propriedades mecânicas da madeira foram avaliadas em sete clones de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, recolhidos de uma região com uma alta incidência de danos provocados pelo vento. O coeficiente de correlação de Pearson entre a resistência à ruptura da árvore e a relação entre a área danificada pelos ventos e a área total plantada foi -0,839, mostrando a eficiência da metodologia adotada e que alta resistência à quebra resulta em baixa área afetada por danos pelos ventos. Árvores com uma alta densidade básica, fração da parede celular, módulo de elasticidade da lamela média e fibras, dureza da fibra, módulo de ruptura, tensão de crescimento e baixo ângulo microfibrilar e altura e largura dos raios apresentaram maior resistência a danos causados pelo vento. Portanto, a seleção de clones com estas características pode reduzir a incidência de danos causados por ventos em plantações de eucalipto.

Abstract: The objective of this work was to test a new methodology to assess the resistance of trees to wind damage and determine the characteristics that increase clone resistance to winds. Tree resistance to breakage, basic density, ultrastructure, anatomy, mechanical properties, and wood growth stress have been evaluated in seven Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla clones, collected from a region with a high incidence of wind damage. The Pearson correlation coefficient between the tree resistance to breakage and the ratio between the area damaged by the winds and the total planted area was -0.839, showing the efficiency of the methodology adopted and that high breaking strength results in a smaller area affected by wind damage. Trees with a high basic density, cell wall fraction, modulus of elasticity of the middle lamella and fibers, fiber hardness, modulus of rupture, growth stress and low microfibril angle and height and width of the rays showed greater resistance to wind damage. Therefore, the selection of clones with these features may reduce the incidence of damage by winds in Eucalyptus plantations.

RESUMO Vibrações transversais apresentam potencial para avaliação da madeira devido a alta precisão, baixo custo e rapidez, mas sua aplicação em madeira termorretificada ainda é pouco estudada. O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades físicas e mecânicas de madeira termorretificada de Eucalyptus urophylla e Pinus oocarpa e relacionar a análise de ressonância (Bing) com o modulo de elasticidade estático e de ruptura da madeira.Corpos de prova foram confeccionados de três árvores de Eucalyptus urophylla e três de Pinus oocarpa e termorretificados a 150, 175, 200 e 225°C, com taxa de aquecimento de 5°C/min, tempo de residência de quatro horas com pressão atmosférica e presença de ar. A termorretificação reduziu a densidade básica, inchamento volumétrico, inchamento linear, coeficiente de anisotropia, umidade de equilíbrio e resistência mecânica da madeira de ambas as espécies. A análise de ressonância (Bing) apresentou alta relação com o modulo de elasticidade estático e o módulo de ruptura da madeira termorretificada de ambas as espécies e, portanto, esta técnica pode ser utilizada para avaliar as propriedades mecânicas da madeira submetidas a este processo.

ABSTRACT The analysis of the transverse vibrations has the potential to evaluate the wood due to its high precision, low cost and quickly, however there are few studies about its use in heat treated wood. The aim of this study was to evaluate the physical and mechanical properties of heat-treated Eucalyptus urophylla and Pinus oocarpa wood and relate the analysis of resonance (Bing) with the modulus of elasticity and modulus of rupture of wood. Three Eucalyptus urophylla and Pinus oocarpa trees were used and specimens were prepared and heat-treated at 150, 175, 200 and 225°C with a heating rate of 5°C/ min, four hours of residence time at atmospheric pressure and the presence of air. The heat treatment reduced the volumetric swelling, linear swelling, anisotropy factor, equilibrium moisture content and mechanical strength of the wood in both species. The resonance analysis (Bing) showed a high correlation with the static modulus of elasticity and modulus of rupture in heat-treated wood for both species, thus, this technique can be used to evaluate the mechanical properties during this process.

RESUMO Objetivou-se neste estudo avaliar o efeito da temperatura final da torrefação nas propriedades energéticas da madeira. Foram aplicados quatro tratamentos com três repetições constituídos por partículas de madeira não torrificadas e partículas torrificadas nas temperaturas de 170, 220 e 260 ºC. Observaram-se melhores propriedades físicas, químicas e térmicas das partículas em função da temperatura de torrefação. Comparando com a testemunha, as partículas torrificadas na temperatura final mais elevada (260 ºC) apresentaram diferenças significativas na densidade a granel - de 239 para 396 kg/m3; umidade de equilíbrio higroscópico - de 12,3 para 5,7%; teor de carbono fixo - de 13,0 para 24,8%; poder calorifico - de 4465 para 4945 kcal/kg; e densidade energética - de 882 para 1727 Mcal/m3. Concluiu-se que a torrefação apresentou um efeito positivo nas propriedades energéticas da madeira.

ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the effect of the final torrefaction temperature on the energy properties of wood. It was applied four treatments with three replicates, consisting of untreated wood particles and particles torrefied at temperatures of 170, 220 and 260ºC. Better physical, chemical and thermal properties of the particles were observed as a function of the torrefaction temperature. Comparing with the control group, the particles torrefied at the highest final temperature (260ºC) showed significant differences in bulk density - from 239 to 396kg/m3; the equilibrium moisture content changed from 12.3 to 5.7%; fixed carbon content - from 13.0 to 24.8%; heating value - from 4,465 to 4,945kcal/kg; and energy density - from 882 to 1,727Mcal/m3. It was concluded that torrefaction had a positive effect on the energy properties of the wood.

RESUMO A secagem é uma importante etapa para utilização da madeira e as características anatômicas influenciam neste processo. Desse modo, o objetivo foi avaliar a relação entre a anatomia e a secagem da madeira. Amostras de 2 x 2 x 4 cm de madeira foram retiradas de oito materiais de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, a 1,3 metros acima do solo para avaliação da anatomia e secagem em câmara climática durante 15 dias. A perda de umidade foi maior nos primeiros dias de secagem e todos os materiais alcançaram a umidade de equilíbrio com 15 dias de secagem. A fração parede foi o parâmetro que melhor se relacionou com a secagem, sendo que o coeficiente de correlação de Pearson entre este parâmetro e a umidade foi de -0,8986; -0,6580; 0,9216; 0,8743; 0,7131 e 0,8727 para a madeira saturada e após 1; 2,5; 5; 10 e 15 dias de secagem, respectivamente. O diâmetro e a frequência de vaso e a altura e a largura dos raios mostraram baixa relação com a secagem. A anatomia, principalmente a fração parede, influenciou a perda de umidade e por isto, deve ser considerada na elaboração de programas de secagem da madeira.

ABSTRACT Drying is an important step to using wood and anatomical characteristics influence this process. Thus, the objective of this work was to evaluate the relationship between anatomy and wood drying. Samples with 2 x 2 x 4 cm were obtained from eight Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis clones at 1.3 m height to evaluate the anatomy and drying in climate chamber during 15 days. Cell wall fraction was established as the parameter that best correlated with drying, the Pearson correlation coefficient between this parameter and moisture was -0.8986, -0.6580, 0.9216, 0.8743, 0.7131 and 0.8727 for saturated wood, and after 1, 2.5, 5, 10 and 15 days of drying, respectively. The frequency and vessel size, as well as the height and width of the rays showed low relation with wood drying. Wood anatomy, mainly the cell wall fraction, influences moisture losses and should be considered in wood drying programs.

RESUMO O objetivo deste estudo foi avaliar diferentes regimes de desbaste em plantios silviculturais de clones de eucalipto (Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis) para produção de madeira visando à obtenção de celulose e carvão com a finalidade de verificar se este efeito poderia afetar quantitativamente a proporção dos componentes químicos da madeira. O espaçamento inicial médio entre plantas foi de 3 x 3 m e os tratamentos foram: T1= testemunha, T2, T3 e T4 com desbaste de 20%, 35% e 50% da área basal presente, respectivamente. Os resultados foram submetidos ao teste de Tukey com 5% de probabilidade. De acordo com os resultados, constatou-se que o teor de lignina resultante do tratamento T4 foi maior que o dos demais; o de grupos urônicos do T1 foi semelhante ao dos demais tratamentos, mas os teores dos T2 e T4 diferiram entre si. O teor de extrativos do T1 foi semelhante ao dos T2 e T3 e menor que o do T4; o de carboidratos do T1 foi semelhante ao do T3 e superior aos demais. Concluiu-se que o desbaste aumenta a qualidade da madeira para ser utilizada como fins energéticos, como produção de carvão, mas não aumenta a produtividade de madeira destinada à confecção de celulose e papel.

ABSTRACT The objective of this study was to evaluate different thinning regimes in forest plantations of eucalypt (Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla) clones to produce timber for cellulose and charcoal to verify whether this effect could affect the proportion of the chemical components of wood. The average initial spacing between plants was 3x3 m and the treatments were: T1= control, T2, T3and T4 with thinning 20%, 35% and 50% of the basal area, respectively. The results were analyzed by Tukey test at 5% probability. According to the results found the lignin content from treatment T4 was higher than that of the others; the groups of uronic acids of the T1 was similar to all other treatments, but the levels of T2 and T4 differed between them. The extractives content of T1was similar to the T2 and T3 and lower than that of theT4; the carbohydrates of T1 were similar to that of T3 and higher than the others. It was concluded that thinning increases the quality of the wood to be used as energy purposes, such as charcoal production, but it did not increase productivity for wood pulp and paper production.