Intelligent modeling of thermal processes in wood: a systematic review

Authors

  • Emmanuel Zullo Godinho Department of Exact Sciences, Sacred Heart University Center (UNISAGRADO), Bauru-SP, Brazil https://orcid.org/0000-0001-5281-6608
  • Ricardo Marques Barreiros Department of Forest Engineering, School of Agricultural Sciences, São Paulo State University (UNESP), Botucatu-SP, Brazil https://orcid.org/0000-0002-0363-6800
  • Cantídio Fernando Gouvêa Department of Forest Sciences, Federal University of Sergipe, São Cristóvão-SE, Brazil https://orcid.org/0000-0002-9385-3162
  • Caetano Dartiere Zulian Fermino Department of Exact Sciences, Sacred Heart University Center (UNISAGRADO), Bauru-SP, Brazil https://orcid.org/0000-0001-6762-6794

DOI:

https://doi.org/10.18011/bioeng.2025.v19.1315

Keywords:

ANFIS, Artificial Intelligence, Neuro-Fuzzy, PRISMA, Thermal Modification

Abstract

This study mapped the state of knowledge on the applicability of Neuro-Fuzzy approaches to wood thermal modification through a Systematic Literature Review (SLR) reported according to PRISMA recommendations. Searches were performed in major databases and, after screening and eligibility assessment, 26 peer-reviewed articles were included. The evidence shows that Neuro-Fuzzy methods are widely applied to industrial modeling and optimization; however, no studies were identified that directly apply Neuro-Fuzzy/ANFIS to the specific process of wood thermal modification within the scope of this review. This finding indicates an evidence gap and supports a research agenda focused on reproducible data pipelines (e.g., Python) and integrated databases of thermally modified wood properties to enable future Neuro-Fuzzy modeling and optimization in the forestry sector.

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References

Alahmed, A. S., & Al-Muhaini, M. M. (2020). An intelligent load priority list–based integrated energy management system in microgrids. Electric Power Systems Research, 185. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2020.106404 DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2020.106404

Almeida, D. H. de, Ferro, F. S., Varanda, L. D., Christoforo, A. L., Lahr, F. A. R., Molina, J. C., & Calil Junior, C. (2014). Comparação entre valores de ensaios experimentais e calculados da resistência ao embutimento da madeira de Pinus taeda L. Revista Árvore, 38(2), 347–352. https://doi.org/10.1590/S0100-67622014000200015 DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-67622014000200015

Andrade, G. de C., Bognola, I. A., Bellote, A. F. J., Franciscon, L., Waterloo, M. J., & Bruijnzeel, L. A. (2011). Site evaluation and productivity of a 3-year old stand of Eucalyptus urograndis in São Paulo, Brazil. Pesquisa Florestal Brasileira, 31(68), 331. https://doi.org/10.4336/2011.pfb.31.68.331 DOI: https://doi.org/10.4336/2011.pfb.31.68.331

Antoniazzi, M. A. S., & Godinho, E. Z. (2023). Compreensão e aplicação do número de Euler: Uma revisão sistemática bibliográfica. Sodebras, 18(1), 139–148. https://doi.org/10.29367/issn.1809-3957.2023.18.213.139 DOI: https://doi.org/10.29367/issn.1809-3957.2023.18.213.139

Araújo, F. O. L. de, Rietzler, A. C., Duarte, L. P., Silva, G. D. de F., Carazza, F., & Vieira Filho, S. A. (2010). Constituintes químicos e efeito ecotoxicológico do óleo volátil de folhas de Eucalyptus urograndis (Mirtaceae). Química Nova, 33(7), 1510–1513. https://doi.org/10.1590/S0100-40422010000700016 DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-40422010000700016

Asghar, F., Talha, M., & Kim, S. H. (2017). Robust frequency and voltage stability control strategy for standalone AC/DC hybrid microgrid. Energies, 10(6). https://doi.org/10.3390/en10060760 DOI: https://doi.org/10.3390/en10060760

Balbinot, A., & Favieiro, G. (2013). A Neuro-Fuzzy system for characterization of arm movements. Sensors, 13(2), 2613–2630. https://doi.org/10.3390/s130202613 DOI: https://doi.org/10.3390/s130202613

Barreiros, R. M., Maria, A., Reis, F., & Dias, K. B. (2022). Efeitos da termorretificação da madeira em clones de eucalipto. In Open Science Research IX (Cientifica, pp. 1443–1455). https://doi.org/10.37885/221211263 DOI: https://doi.org/10.37885/221211263

Batistela, G. C., Sabbatino, L. A., & Simões, D. (2020). Avaliação econômica de projeto: uma abordagem da lógica fuzzy para tomada de decisão. C.Q.D.- Revista Eletrônica Paulista de Matemática, 17, 255–266. https://doi.org/10.21167/cqdvol17ermac202023169664gcblasds255266 DOI: https://doi.org/10.21167/cqdvol17ermac202023169664gcblasds255266

Beltrame, R., Souza, J. T. de, Machado, W. G., Vivian, M. A., Buligon, E. A., Pauleski, D. T., Gatto, D. A., & Haselein, C. R. (2010). Propriedades físico-mecânicas da madeira de Araucaria angustifolia (Bertol.) em três estratos fitossociológicos. Revista Ciência Da Madeira - RCM, 1(2), 54–69. https://doi.org/10.12953/2177-6830.v01n02a05 DOI: https://doi.org/10.12953/2177-6830.v01n02a05

Blois, H. D., Paris, E., Carvalho, M. P., & Nunes, B. B. (2017). Silvicultura: Cenários Prospectivos para Geração de Energia Elétrica. Revista de Gestão Ambiental e Sustentabilidade, 6(1), 140–159. https://doi.org/10.5585/geas.v6i1.488 DOI: https://doi.org/10.5585/geas.v6i1.488

Cardoso, M. T., Carneiro, A. de C. O., Damásio, R. A. P., Jacovine, L. A. G., Vital, B. R., Martins, M. C., & Santos, R. C. dos. (2010). Efeito da combustão dos gases da carbonização no rendimento gravimétrico da madeira de Eucalyptus sp. Revista Ciência Da Madeira - RCM, 1(2), 20–31. https://doi.org/10.12953/2177-6830.v01n02a02 DOI: https://doi.org/10.12953/2177-6830.v01n02a02

Chiarello, L. M., Ramos, C. E. A., Neves, P. V., & Ramos, L. P. (2016). Production of cellulosic ethanol from steam-exploded Eucalyptus urograndis and sugarcane bagasse at high total solids and low enzyme loadings. Sustainable Chemical Processes, 4(1), 15. https://doi.org/10.1186/s40508-016-0059-4 DOI: https://doi.org/10.1186/s40508-016-0059-4

Conforto, E. C., Amaral, D. C., & Silva, S. L. Da. (2011). Roteiro para revisão bibliográfica sistemática: aplicação no desenvolvimento de produtos e gerenciamento de projetos. 8° Congresso Brasileiro de Gestão de Desenvolvimento de Produto - CNGDP 2011, 1998, 1–12. http://www.ufrgs.br/cbgdp2011/downloads/9149.pdf

Ehteram, M., Singh, V. P., Ferdowsi, A., Mousavi, S. F., Farzin, S., Karami, H., Mohd, N. S., Afan, H. A., Lai, S. H., Kisi, O., Malek, M. A., Ahmed, A. N., & El-Shafie, A. (2019). An improved model based on the support vector machine and cuckoo algorithm for simulating reference evapotranspiration. PLoS ONE, 14(5). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0217499 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0217499

Faria, J. C. T. (2012). Crescimento inicial de espécies florestais em plantios mistos em Alegre-Es [Monografia (Trabalho de Conclusão de Curso em Engenharia Florestal) - Universidade Federal do Espírito Santo]. https://florestaemadeira.ufes.br/sites/florestaemadeira.ufes.br/files/field/anexo/tcc_julio_cezar_tannure_faria.pdf

Fernandes, F. R., Cardoso, T. A., Capaverde, L. Z., & Silva, H. de F. N. (2016). Comunidades de prática: uma revisão bibliográfica sistemática sobre casos de aplicação organizacional. AtoZ: Novas Práticas Em Informação e Conhecimento, 5(1), 44. https://doi.org/10.5380/atoz.v5i1.46691 DOI: https://doi.org/10.5380/atoz.v5i1.46691

Ferreira, B. S., Rangel, E. C., & Campos, C. I. de. (2018). Efeito da termorretificação na qualidade de colagem de lâminas de madeira para a produção de compensado. Ciência Florestal, 28(1), 274–282. https://doi.org/10.5902/1980509831585 DOI: https://doi.org/10.5902/1980509831585

Ferreira, M. D., Melo, R. R. de, Zaque, L. A. M., & Stangerlin, D. M. (2019a). Propriedades Físicas E Mecânicas Da Madeira De Angelim-Pedra Submetida a Tratamento Térmico. Tecnologia Em Metalurgia Materiais e Mineração, 16(1), 3–7. https://doi.org/10.4322/2176-1523.20191297

Ferreira, M. D., Melo, R. R. de, Zaque, L. A. M., & Stangerlin, D. M. (2019b). Propriedades Físicas E Mecânicas Da Madeira De Angelim-Pedra Submetida a Tratamento Térmico. Tecnologia Em Metalurgia Materiais e Mineração, 16(1), 3–7. https://doi.org/10.4322/2176-1523.20191297 DOI: https://doi.org/10.4322/2176-1523.20191297

Florestar. (2024). PANORAMA DA SILVICULTURA PAULISTA 2024. Florestar São Paulo. https://florestar.org.br/wp-content/uploads/2024/07/Floresta-SP_2_final_2_e.pdf

Freitas, T. P., Feuchard, L. D., Oliveira, J. T. S., Paes, J. B., & Arantes, M. D. C. (2015). Caracterizações anatômica e físico-mecânica da madeira de Liquidambar sp. Floresta, 45(4), 723–734. https://doi.org/10.5380/rf.v45i4.36878 DOI: https://doi.org/10.5380/rf.v45i4.36878

Furlong, V. B., Pereira Filho, R. D., Margarites, A. C., Goularte, P. G., & Costa, J. A. V. (2013). Estimating microalgae Synechococcus nidulans daily biomass concentration using Neuro-Fuzzy network. Ciência e Tecnologia de Alimentos, 33, 142–147. https://doi.org/10.1590/S0101-20612013000500021 DOI: https://doi.org/10.1590/S0101-20612013000500021

Galvão, T. F., Pansani, T. de S. A.; Harrad, D. (2015). Principais itens para relatar revisões sistemáticas e meta-análises: a recomendação PRISMA. Epidemiologia e Serviços de Saúde, Brasília, 24(2), 335-342. https://doi.org/10.5123/S1679-49742015000200017 DOI: https://doi.org/10.5123/S1679-49742015000200017

Godinho, E. Z., Barreiros, R. M., Antoniazzi, M. A. S., & Fermino, C. D. Z. (2024). Modeling the evaluation of methods for determining the basic density of wood in forest species based on data from a Neuro-Fuzzy inference system. Brazilian Journal of Biosystems Engineering, 18(December), 1–6. https://doi.org/10.18011/bioeng.2024.v18.1226 DOI: https://doi.org/10.18011/bioeng.2024.v18.1226

Godinho, E. Z., & Caneppele, F. D. L. (2022). Modelagem fuzzy na produção de bioetanol de capim-elefante. Scientific Journal of Environmental Sciences and Biotechnology, 8(1), 51–56.

Godinho, E. Z., Caneppele, F. D. L., & Gasparotto, H. V. (2022). Original Research Article Use of fuzzy logic to optimize fertilizer application on radish. Trends in Horticultures, 5(2), 55–60. https://doi.org/10.24294/th.v5i2.1828 DOI: https://doi.org/10.24294/th.v5i2.1828

Godinho, E. Z., Caneppele, F. de L., Barreiros, R. M., & Frigo, M. M. (2023). Modelagem fuzzy da produtividade da cebola sob diferentes dosagens do fertilizante de solo e fertilizante foliar. Sodebras, 18(205), 32–40. https://doi.org/http://doi.org/10.29367/issn.1809-3957.18.2023.205.32 DOI: https://doi.org/10.29367/issn.1809-3957.18.2023.205.32

Godinho, E. Z., Caneppele, F. de L., & Floriano, C. (2024). Application of Neuro-Fuzzy to the elephant grass production process: A systematic bibliographic review. Research, Society and Development, 13(2), e6613244927. https://doi.org/10.33448/rsd-v13i2.44927 DOI: https://doi.org/10.33448/rsd-v13i2.44927

Godinho, E. Z., Caneppele, F. de L., & Gasparotto, H. V. (2021). Avaliação do pré-tratamento hidrotérmico alcalino de gramíneas Pennisetum spp. e Panicum spp. Bioenergia Em Revista: Diálogos, 11, 43–51.

Godinho, E. Z., Fermino, C. D. Z., & Barreiros, R. M. (2025). Kinetic modeling and Neuro-Fuzzy application in ethanol production. Brazilian Journal of Biosystems Engineering, 19(February), 1–5. https://doi.org/10.18011/bioeng.2025.v19.1264 DOI: https://doi.org/10.18011/bioeng.2025.v19.1264

Godinho, E. Z., Frigo, M. M., & Caneppele, F. de L. (2023). Modelagem Neuro-Fuzzy na fermentação alcoólica. Revista Acadêmica Online, IX(46), 1–12. https://doi.org/10.36238/2359-5787.2023.022 DOI: https://doi.org/10.36238/2359-5787.2023.022

Godinho, E. Z., Gasparotto, H. V., & Caneppele, F. de L. (2022). Lógica Fuzzy na Agricultura: Breve Histórico. Cadernos de Educação Tecnologia e Sociedade, 15(1), 126–139. https://brajets.com/v3/index.php/brajets/article/view/849 DOI: https://doi.org/10.14571/brajets.v15.n1.126-139

Gonçalves, L. B., & Leta, F. R. (2010). Macroscopic rock texture image classification using a hierarchical Neuro‐Fuzzy class method. Mathematical Problems in Engineering, 2010(1). https://doi.org/10.1155/2010/163635 DOI: https://doi.org/10.1155/2010/163635

Horst, D. J. (2013). Avaliação da produção energética a partir de ligninas contidas em biomassas. Dissertação (Mestrado em Gestão da Produção e Manutenção) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná.

IBA. (2024). IBA - Índustria Brasileira de Árvores. IBA Relatório 2024. https://iba.org/dados-estatisticos

IBGE, I. B. de G. (2024). PEVS - Produção da Extração Vegetal e da Silvicultura. PEVS - Produção Da Extração Vegetal e Da Silvicultura. https://www.ibge.gov.br/estatisticas/economicas/agricultura-e-pecuaria/9105-producao-da-extracao-vegetal-e-da-silvicultura.html

Imai, H. E., Bósio, L. F., Silva Junior, A. A. da, Berto, L. K., Yamaguchi, N. U., & Rezende, L. C. S. H. (2020). Simulação computacional como ferramenta de otimização na geração de energia solar fotovoltaica. Urbe. Revista Brasileira de Gestão Urbana, 12(1), e20190343. https://doi.org/10.1590/2175-3369.012.e20190343 DOI: https://doi.org/10.1590/2175-3369.012.e20190343

Jadidi, A., Menezes, R., de Souza, N., & de Castro Lima, A. C. (2019). Short-Term Electric Power Demand Forecasting Using NSGA II-ANFIS Model. Energies, 12(10), 1891. https://doi.org/10.3390/en12101891 DOI: https://doi.org/10.3390/en12101891

Leonardi, G. de A., Carlos, N. A., Mazzafera, P., & Balbuena, T. S. (2015). Eucalyptus urograndis stem proteome is responsive to short-term cold stress. Genetics and Molecular Biology, 38(2), 191–198. https://doi.org/10.1590/S1415-475738220140235 DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-475738220140235

Marro, A. A., Souza, A. M. de C., Cavalcante, E. R. de S., Bezerra, G. S., & Nunes, R. de O. (2010). Lógica Fuzzy: Conceitos e aplicações. In Departamento de Informática e Matemática Aplicada (DIMAp) Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), p. 23.

Medeiros Neto, P. N., Paes, J. B., & Segundinho, P. G. de A. (2016). Determinações dos módulos de elasticidade e ruptura de madeiras por técnicas não destrutivas e destrutiva. Scientia Forestalis, 44(111). https://doi.org/10.18671/scifor.v44n111.14 DOI: https://doi.org/10.18671/scifor.v44n111.14

Nogueira, R. de S., Icimoto, F. H., Calil, C., & Lahr, F. A. R. (2023). Experimental study on Full-Scale glulam beams manufactured with Eucalyptus urograndis. Maderas: Ciencia y Tecnologia, 25(25), 1–12. https://doi.org/10.4067/s0718-221x2023000100405 DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-221X2023000100405

Nunes, J. L. T., Serrano, S., Belusso, M., & Paula, R. de. (2018). Melhoria do processo produtivo por meio de otimização de processo de envase. Engepro, 2(1), 105–122.

Page, Matthew J. et al. (2022). A declaração PRISMA 2020: diretriz atualizada para relatar revisões sistemáticas. Epidemiologia e Serviços de Saúde, Brasília, 31(2), e2022107, 2022. https://doi.org/10.1590/s1679-49742022000200033 DOI: https://doi.org/10.5123/S1679-49742022000200033

Peixoto, M. A. P. (1996). Bioestatística: porque, o que é como ensinar. Revista Brasileira de Educação Médica, 20(1), 7–14. https://doi.org/10.1590/1981-5271v20.1-002 DOI: https://doi.org/10.1590/1981-5271v20.1-002

Pertuzzatti, A., Conte, B. P., Souza, S. C. P. M. de, Santini, E. J., Haselein, C. R., & Missio, A. L. (2016). Propriedades Físicas da Madeira de Pinus elliottii var. elliottii Termorretificada Sob Diferentes Atmosferas. Revista Ciência Da Madeira - RCM, 7(1), 7–15. https://doi.org/10.12953/2177-6830/rcm.v7n1p7-15 DOI: https://doi.org/10.12953/2177-6830/rcm.v7n1p7-15

Silva, A. A. V. da, Silva, I. A. F., Teixeira Filho, M. C. M., Buzetti, S., & Teixeira, M. C. M. (2014). Estimativa da produtividade de trigo em função da adubação nitrogenada utilizando modelagem neuro fuzzy. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 18(2), 180–187. https://doi.org/10.1590/S1415-43662014000200008 DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662014000200008

Silva, E. da, & Rocha, C. R. (2010). Eucalipto e capim elefante: características e potencial produtivo de biomassa. Revista Agrogeoambiental, 2(1), 143–152. https://doi.org/https://doi.org/10.18406/2316-1817v2n12010263 DOI: https://doi.org/10.18406/2316-1817v2n12010263

Silva, I., & Silva, A. (2020). Modelagem Fuzzy com Técnicas de Agrupamento Fuzzy e Estruturas Neuro-Fuzzy (pp. 968–979).

Stangerlin, D. M., Melo, R. R. de, Gatto, D. A., & Cademartori, P. H. G. de. (2010). Propriedades de flexão estática da madeira de Carya illinoinensis em duas condições de umidade. Revista Ciência Da Madeira - RCM, Pelotas, 1(2), 70–79. https://doi.org/10.12953/2177-6830.v01n02a06 DOI: https://doi.org/10.12953/2177-6830.v01n02a06

Stefenon, S. F., Ribeiro, M. H. D. M., Nied, A., Mariani, V. C., Coelho, L. D. S., Leithardt, V. R. Q., Silva, L. A., & Seman, L. O. (2021). Hybrid Wavelet Stacking Ensemble Model for Insulators Contamination Forecasting. IEEE Access, 9, 66387–66397. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3076410 DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3076410

Viera, M., Schumacher, M. V., & Liberalesso, E. (2011). Crescimento e produtividade de povoamentos monoespecíficos e mistos de Eucalipto e Acácia-negra. Pesquisa Agropecuária Tropical, 41(3). https://doi.org/10.5216/pat.v41i3.10760 DOI: https://doi.org/10.5216/pat.v41i3.10760

Vivian, M. A., Beltrame, R., Modes, K. S., Souza, J. T. de, Stangerlin, D. M., Gatto, D. A., Santini, E. J., & Hasalein, C. R. (2010). Efeito de pré-tratamentos na taxa de secagem da madeira de Hovenia dulcis Thunb. Ciência Da Madeira, 1(2), 32–43. https://doi.org/10.48195/sepe2021-215 DOI: https://doi.org/10.12953/2177-6830.v01n02a03

Vivian, M. A., Modes, K. S., Beltrame, R., Morais, W. C., Souza, J. T., Machado, W. G., Santini, E. J., & Haselein, C. R. (2010). Resistência da madeira de Canafístula (Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.) ao PSF e a umidade de equilíbrio. Revista Ciência Da Madeira - RCM, 1(1), 11–24. https://doi.org/10.12953/2177-6830.v01n01a02 DOI: https://doi.org/10.12953/2177-6830.v01n01a02

Xavier, C. N., Nascimento, A. M., Nascimento, L. A. C., & Silva, M. A. (2016). Efeito do teor de umidade e da direção de carregamento na resistência de ligações pregadas em madeiras de reflorestamento. Revista Ciência Da Madeira - RCM, 7(1), 51–60. https://doi.org/10.12953/2177-6830/rcm.v7n1p51-60 DOI: https://doi.org/10.12953/2177-6830/rcm.v7n1p51-60

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19-04-2026

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Zullo Godinho, E., Marques Barreiros, R., Fernando Gouvêa, C., & Dartiere Zulian Fermino, C. (2026). Intelligent modeling of thermal processes in wood: a systematic review. Revista Brasileira De Engenharia De Biossistemas, 19. https://doi.org/10.18011/bioeng.2025.v19.1315

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