O arquivo selecionado para download refere-se aos espectros da espécie Swietenia humilis obtidos com o espectrômetro MicroNIR 1700 (Viavi solutions LTDA). Conforme descrição abaixo, esses espectros fazem parte de uma base de dados mais ampla de espectros NIR de madeiras de seis espécies com características macroscopicamente semelhantes à espécie Swietenia macrophylla. Essa base de dados é fruto de medidas espectrais em diferentes coleções de referência, expedições de coleta e das amostras do acervo do laboratório de Produtos Florestais do Serviço Florestal Brasileiro. Caso seja de interesse a obtenção dos espectros das demais espécies, deve-se realizar o download do arquivo individual de cada espécie.
Introdução
A exploração e comercialização de madeiras ilegais contribuem para o crescimento contínuo das taxas de desmatamento. Por isso, há um esforço internacional para combater a exportação de madeira ilegal, mas apesar de todo o empenho, ainda existe a dificuldade em identificar de forma rápida e de maneira confiável as espécies florestais. Surge, assim, a necessidade de desenvolver ferramentas eficientes para auxiliar na identificação das espécies florestais. Uma das técnicas que estão sendo estudadas e adaptadas para esse fim é a espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS, do inglês Near Infrared Spectroscopy).
A Tecnologia NIRS destaca-se por ser rápida, não destrutiva, reprodutível, precisa, requer mínimo preparo da amostra, dispor de equipamentos portáteis comerciais e exibir resultado da análise em tempo real.
O Laboratório de Produtos Florestais do Serviço Florestal Brasileiro (LPF-SFB) em conjunto com o Laboratório de Automação, Quimiometria e Química Ambiental da Universidade de Brasília (AQQUA – UnB) evidenciam o potencial dessa tecnologia para a discriminação de madeiras amazônicas similares anatomicamente entre si: mogno (Swietenia macrophylla King.), cedro (Cedrela odorata L.), andiroba (Carapa guianensis Aubl.), cedrinho (Erisma uncinatum Warm.) e curupixá (Micropholis melinoniana Pierre)1,2,3,4,5.
Descrição dos dados:
Aquisição espectral
Os espectros foram coletados com dois equipamentos: MicroNirTM 1700 Spectrometer (JDSU) e microPhazirTM RX Analyzer (Thermo). Antes da coleta dos espectros, as amostras foram secas à temperatura ambiente, a superfície foi polida com lixas grã 80 lixadas e os resquícios de pó da superfície foram retirados com pincel.
Amostras
A relação das amostras presentes na base de dados disponibilizada é descrita nas Tabela 1,2 e 3 que indica a procedência, a espécie e o número de amostras.
Tabela 1. Procedência, espécie e número de amostras dos espectros coletados com o equipamento MicroNirTM 1700 Spectrometer (JDSU).
|
Espécie
|
Nº amostras
|
PROCEDÊNCIA
|
|
|
BR1
|
BO2
|
LPF-DF3
|
X-SFB4
|
GA5
|
Unknown6
|
|
Carapa guianensis
|
126
|
|
|
93
|
33
|
|
|
|
Erisma uncinatum
|
140
|
|
27
|
113
|
|
|
|
|
Cedrela odorata
|
93
|
|
45
|
41
|
7
|
|
|
|
Micropholis melinoniana
|
112
|
82
|
|
23
|
7
|
|
|
|
Swietenia macrophylla
|
142
|
92
|
|
|
23
|
|
27
|
|
Swietenia humilis
|
102
|
|
|
|
|
102
|
|
|
TOTAL
|
715
|
174
|
72
|
270
|
70
|
102
|
27
|
1BR – diferentes regiões da Floresta Amazônica; 2BO – Industria Forestal Colser Ltda – Santa Cruz de la Sierra - Bolívia; 3LPF-DF - Laboratório de Produtos Florestais do Serviço Florestal Brasileiro; 4X-SFB – Xiloteca Dr. Harry van der Slooten do Laboratório de Produtos Florestais do Serviço Florestal Brasileiro; 5GA – serrarias Associación Florestal Integral del San Andrés (AFISAP) e Custodios de la Selva (CUSTOSEL) na região de Péten; 6Unknown – desconhecido.
Tabela 2. Procedência, espécie e número de amostras dos espectros coletados com o equipamento microPhazirTM RX Analyzer (Thermo).
|
Espécie
|
Nº amostras
|
PROCEDÊNCIA
|
|
Unknown1
|
GA²
|
|
Carapa guianensis
|
190
|
190
|
|
|
Erisma uncinatum
|
154
|
154
|
|
|
Cedrela odorata
|
331
|
331
|
|
|
Micropholis melinoniana
|
200
|
200
|
|
|
Swietenia macrophylla
|
291
|
291
|
|
|
Swietenia humilis
|
140
|
|
140
|
|
TOTAL
|
1306
|
1166
|
140
|
1Unknown – desconhecido, 2GA – serrarias Associación Florestal Integral del San Andrés (AFISAP) e Custodios de la Selva (CUSTOSEL) na região de Péten.
Tabela 3. Procedência e número de amostras dos espectros coletados da espécie Swietenia macrophylla King. com o equipamento MicroNirTM 1700 Spectrometer (JDSU).
|
Espécie
|
Nº amostras
|
PROCEDÊNCIA
|
|
BR1
|
BO2
|
GA3
|
ME4
|
PE5
|
|
Swietenia macrophylla
|
377
|
98
|
34
|
133
|
78
|
34
|
|
TOTAL
|
377
|
98
|
34
|
133
|
78
|
34
|
1BR – diferentes regiões da Floresta Amazônica; 2BO – Industria Forestal Colser Ltda – Santa Cruz de la Sierra - Bolívia; 3GA – serrarias Associación Florestal Integral del San Andrés (AFISAP) e Custodios de la Selva (CUSTOSEL) na região de Péten; 4ME – cidade de Chemutal na região da Península de Yucatán no sul do México; 5PE – serraria Otorongo em Porto Maldonado.
Tabela 4. Procedência e número de amostras dos espectros coletados da espécie Swietenia macrophylla King. com o equipamento microPhazirTM RX Analyzer (Thermo).
|
Espécie
|
Nº amostras
|
PROCEDÊNCIA
|
|
BR1
|
BO2
|
GA3
|
ME4
|
PE5
|
|
Swietenia macrophylla
|
384
|
143
|
55
|
60
|
79
|
47
|
|
TOTAL
|
384
|
143
|
55
|
60
|
79
|
47
|
1BR – diferentes regiões da Floresta Amazônica; 2BO – Industria Forestal Colser Ltda – Santa Cruz de la Sierra - Bolívia; 3GA – serrarias Associación Florestal Integral del San Andrés (AFISAP) e Custodios de la Selva (CUSTOSEL) na região de Péten; 4ME – cidade de Chemutal na região da Península de Yucatán no sul do México; 5PE – serraria Otorongo em Porto Maldonado.
Organização dos espectros nos documentos finais
Mais de 2000 espectros na região do infravermelho de 6 espécies foram coletados pelo Laboratório de Produtos Florestais do Serviço Florestal Brasileiro. A organização foi feita de forma que a disponibilizar as seguintes informações:
- Numeração do espectro (Measurement Number): Coluna A
- Responsável pela coleta (User_ID): Coluna B
- Procedência (Method): Coluna C
- Replicatas adquiridas (Sample_ID): Coluna D
- A espécie (Bacth_ID): Coluna E
- A unidade de medida (scan type): Coluna F
- Os valores de absorção para cada comprimento de onda (Colunas G-EA)
*Espectros considerados anômalos foram indicados na coluna D com o termo -out.
Espectros Anômalos:
A identificação de espectros anômalos ou outliers é uma tarefa que depende do pré-processamento e tipo de análise utilizado. Portanto, a identificação incluída nos arquivos disponibilizados não deve ser considerada como definitiva, mas apenas representa uma identificação simples dos espectros que mais se distanciam do grupo de espectros de uma mesma espécie com base em uma análise de componentes principais (PCA, do inglês, Principal Component Analysis) realizada apenas com o pré-processamento de centragem na média (mean centering) aplicado às colunas dos espectros de cada espécie. O número de componentes principais foi definido como aquele a partir da qual não houve diminuição considerável no valor de erro RMSECV (RMSECV, do inglês, Root Mean Square Error of Crossvalidation), seguindo o critério estabelecido pelo software PLS-Toolbox (versão 8.5). Os espectros apontados como prováveis outliers foram aqueles que apresentaram seus valores de Hotelling T² (mede o quanto uma amostra se distancia do centro do conjunto de dados) ou de resíduos Q (representa a soma dos quadrados dos resíduos de modelagem do espectro) que excederam seus valores limites, considerando o nível de confiança de 99 %.
As amostras que apresentaram Hottelling T² ou Q residual acima do limite foram indicadas nas planilhas na coluna “Sample_ID“ com o termo “-out” para que todos que acessarem os dados estejam cientes que estes espectros se afastam do comportamento geral da espécie a qual pertencem, segundo os critérios descritos no parágrafo anterior. Essas amostras não foram excluídas dos dados, pois, como destacado anteriormente, dependendo do pré-processamento, análise e do critério utilizado pelos pesquisadores é possível que essas amostras não sejam consideradas anômalas.
Observação quanto a análise e interpretação dos dados.
Os espectros são disponibilizados no seu formato original, sem aplicação de qualquer pré-processamento. Esses espectros são disponibilizados com o objetivo de auxiliar outros laboratórios e pesquisadores da área que tenham interesse em usar esse banco de dados para ampliar os estudos para a identificação de madeiras obtidas de espécies em risco de extinção com a espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS). Além disso, os trabalhos produzidos pela equipe do Laboratório de Produtos Florestais estão listados nas referências bibliográficas.
Os autores lembram que os resultados e informações extraídos desse banco de dados dependem dos procedimentos empregados para a análise dos dados. Portanto, não sendo responsável, por quaisquer resultados que venham a ser obtidos por terceiros.
Contato:
Quais quer outras dúvidas ou maiores informações sobre a base de dados podem ser obtidas através do contato:
Dra. Tereza Cristina Monteiro Pastore (LPF-SFB) - tereza.pastore@florestal.gov.br
Prof. Dr. Jez Willian Batista Braga (IQ/UnB) – jez@unb.br;jezwillian@gmail.com
Msc. Liz Franco Soares – liizfrancos@gmail.com
Agradecimentos:
Os autores agradecem à Organização do Tratado de Cooperação Amazônica (OTCA) por todo o apoio e financiamento e as agências de fomento CNPq (473936/2013-5), FAPDF (193.001.634/2017) e CITES (S1-32QTL-000018).
Bibliografia:
- Soares, L. F.; Silva, D. C. da; Bergo, M. C. J.; Coradin, V. T. R.; Braga, J. W. B.; Pastore, T. C. M.; Nova 2017, 40, 418.
- Pastore, T. C. M.; Braga, J. W. B.; Coradin, V. T. R.; Magalhães, W. L. E.; Okino, E. Y. A.; Camargos, J. A. A.; De Muñiz, G. I. B.; Bressan, O. A.; Davrieux, F.; Holzforschung 2011, 65, 73.
- Bergo, M. C. J.; Pastore, T. C. M.; Coradin, V. T. R.; Wiedenhoeft, A. C.; Braga, J. W. B.; IAWA J. 2016, 37, 420.
- Silva, D. C.; Pastore, T. C. M.; Soares, L. F.; Barros, F. A. S.; Bergo, M. C. J.; Coradin, V. T. H.; Gontijo, A. B.; Sosa, M. H.; Chacón, C. B.; Braga, J. W. B.; Holzforschung 2018, 72, 521.
- Braga, J. W. B.; Pastore, C. M.; Coradin, V. T. R.; Camargos, J. A. A.; da Silva, A. R.; IAWA J. 2011, 32, 285.
