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Os objetivos do trabalho foram avaliar a correlação, ajustar e selecionar modelos estatísticos lineares simples e múltiplos entre os componentes elementares (carbono, hidrogênio e oxigênio) e o teor de cinzas com o poder calorífico superior da biomassa vegetal; utilizar a análise de componentes principais para a criação de um índice de desempenho energético e ajustar um modelo linear entre o índice de desempenho energético e o poder calorífico superior. Utilizaram-se oito tipos de biomassa. Foram ajustadas equações referentes a três modelos estatísticos lineares simples e nove múltiplos. Os melhores modelos foram selecionados com base na significância dos seus coeficientes, no coeficiente de determinação ajustado, no erro padrão da estimativa, no coeficiente de variação, na linearidade dos parâmetros, na normalidade, na presença de heterocedasticidade e ausência de autocorrelação dos erros. Para os modelos lineares múltiplos, determinou-se o fator de inflação de variância. Encontrou-se alta correlação entre as variáveis. Os modelos 1, 3 e 11 foram considerados os mais adequados. A utilização prática do modelo 2 foi impossibilitada. A análise de componentes principais foi eficiente na obtenção de um índice de desempenho energético dos resíduos lignocelulósicos e pode ser utilizada para contornar a multicolinearidade encontrada entre as variáveis consideradas. doi: 10.4336/2011.pfb.31.66.113