Predição da composição química do carvão vegetal por espectrometria no infravermelho médio com reflectância total atenuada de transformada de Fourier (ATR-FITR)

Abstract

O objetivo do presente trabalho foi estimar os teores de carbono fixo, matérias voláteis e cinzas no carvão vegetal usando a reflectância total atenuada com transformar de Fourier no infravermelho (FTIR-ATR), juntamente com os métodos de calibração multivariada. Várias técnicas de calibração multivariada, incluindo mínimos quadrados parciais (PLS), intervalo de mínimos quadrados parciais (IPLS), algoritmo genético (GA), foram comparados e validados através do estabelecimento de teste de significância (teste t e teste de Shapiro-Wilk). Amostras de carvão (n = 72) foram divididos em calibração (n = 52) e conjuntos de validação (n = 20), aplicando o algoritmo de seleção clássico Kennard-Stone (KS) para os espectros ATR-FTIR. Para teor de carbono fixo, o resultado obtido utilizando PLS-GA para o erro quadrático médio de validação cruzada (RMSECV) e previsão (RMSEP) foram 3,77% e 4,29%, respectivamente. Para a matéria volátil, RMSECV e RMSEP de 4,36% e 4,65% foi alcançada pelo modelo PLS utilizando sete variáveis latentes (LV). Finalmente, para cinzas, RMSECV e RMSEP de 0,58% e 0,38%, foi alcançado pelo modelo PLS utilizando oito variáveis latentes (LV). Foram realizados teste t e Quantil-quantil (Q-Q) plot para comparar os resultados dos modelos de uns com os outros e com um método de referência. Estes resultados sugerem que a espectroscopia FTIR-ATR e calibração multivariada pode ser efetivamente usado para determinar os teores de carbono fixo, matéria volátil e cinzas em carvão vegetal brasileiro.