Modelagem e predição de propriedades mecânicas e físicas de fibras lignocelulósicas por FTIR via regressão multivariada

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dc.contributor.advisor-co1Oliveira, Michel Picanço
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0001-9241-0194
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6383844066460475
dc.contributor.advisor1Dutra, Júlio Cesar Sampaio
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-6784-4150
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5331990513570911
dc.contributor.authorLauriano, Laiza Andrade
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0008-3199-7380
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4891425138936984
dc.contributor.referee1Carreira, Lilian Gasparelli
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-2415-6299
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8151437321864971
dc.contributor.referee2Profeti, Luciene Paula Roberto
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-6280-2410
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6517975282316378
dc.contributor.referee3Dias, Ana Carolina Spindola Rangel
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/2866902801584203
dc.date.accessioned2026-02-05T19:46:09Z
dc.date.available2026-02-05T19:46:09Z
dc.date.issued2025-08-27
dc.description.abstractIn the face of contemporary challenges, the pursuit of sustainable materials that minimize environmental impact is essential. In this context, this study evaluated the use of lignocel lulosic fibers in composites as an alternative to synthetic materials. Lignocellulosic fibers are notable for their advantageous characteristics, such as biodegradability, low cost, and competitive mechanical performance in specific applications, such as the reinforcement of polymer composites used in automobiles and civil construction. However, determining the mechanical and physical properties of lignocellulosic fibers remains a challenge, primarily due to their microscopic dimensions, heterogeneity, and the complexity of experimental testing. Despite these difficulties, detailed knowledge of these properties is fundamental for the efficient selection and application of fibers in polymer composites. Given this scenario, this dissertation proposes the development of Principal Component Regression (PCR) and Partial Least Squares (PLS) mathematical models to predict physical and mechanical properties from spectral data obtained by Fourier-Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy, thereby optimizing the characterization process. The models showed satisfactory performance in explaining the variability of data for diameter, density, and tensile strength, with PLS showing the best results for diameter (R2 = 0,766 e Q2 = 0,811) and density (R2 = 0,874 e Q2 = 0,877), and PCR for tensile strength (R2 = 0,721 e Q2 = 0,722). The results highlight the potential of chemometrics as an auxiliary tool for the selection and application of lignocellulosic fibers in sustainable composites.
dc.description.resumoA busca por materiais sustentáveis que minimizem o impacto ambiental é essencial frente aos desafios contemporâneos. Neste contexto, este estudo avaliou a utilização de fibras lignocelulósicas em compósitos como alternativa aos materiais sintéticos. As fibras lignoce lulósicas destacam-se por características vantajosas, como a biodegradabilidade, o baixo custo e o desempenho mecânico competitivo em aplicações específicas, como no reforço de compósitos poliméricos utilizados em automóveis e na construção civil. No entanto, a determinação das propriedades mecânicas e físicas de fibras lignocelulósicas ainda representa um desafio, sobretudo devido às dimensões microscópicas e à heterogeneidade das fibras, bem como à complexidade dos ensaios experimentais. Apesar dessas dificuldades, o conhecimento detalhado dessas propriedades é fundamental para a seleção e aplicação eficiente das fibras em compósitos poliméricos. Diante desse cenário, esta dissertação propõe o desenvolvimento de modelos matemáticos de Regressão por Componentes Principais (PCR) e Mínimos Quadrados Parciais (PLS) para predizer propriedades físicas e mecânicas a partir de dados espectrais obtidos por Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), otimizando assim o processo de caracterização. Os modelos apresentaram desempenho satisfatório na explicação da variabilidade dos dados de diâmetro, densidade e resistência à tração, com destaque para o PLS no diâmetro (R2 = 0,766 e Q2 = 0,811) e na densidade (R2 = 0,874 e Q2 = 0,877) e o PCR na tração (R2 = 0,721 e Q2 = 0,722). Os resultados evidenciaram o potencial da quimiometria como ferramenta auxiliar na seleção e aplicação de fibras lignocelulósicas em compósitos sustentáveis.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/20855
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Agrárias e Engenharias
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química
dc.rightsopen access
dc.subjectModelagem quimiométrica
dc.subjectRegressão por componentes principais
dc.subjectMínimos quadrados parciais
dc.subject.cnpqEngenharia Química
dc.titleModelagem e predição de propriedades mecânicas e físicas de fibras lignocelulósicas por FTIR via regressão multivariada
dc.title.alternativeModeling and prediction of mechanical and physical proper ties of lignocellulosic fibers by FTIR via multivariate regression
dc.typemasterThesis
foaf.mboxlaizaandradelauriano@outlook.com
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