Seleção de espécie, temperatura e tempo de carbonização na produção de carvão vegetal com resíduos madeireiros da Amazônia

Luan Felipe Feitosa da Silva; Antonio Renan Sales de Castro; Rudson Silva Oliveira; Simonne Sampaio da Silva; Vanessa Mayara Souza Pamplona; Denes de Souza Barros; João Rodrigo Coimbra Nobre; Sueo Numazawa

doi:10.4336/2020.pfb.40e201801737

Authors

Luan Felipe Feitosa da Silva Universidade Federal Rural da Amazônia https://orcid.org/0000-0002-3308-2255
Antonio Renan Sales de Castro Universidade Federal Rural da Amazônia https://orcid.org/0000-0001-7225-055X
Rudson Silva Oliveira Universidade Federal Rural da Amazônia https://orcid.org/0000-0002-9659-9331
Simonne Sampaio da Silva Universidade Federal Rural da Amazônia https://orcid.org/0000-0002-8538-1193
Vanessa Mayara Souza Pamplona Universidade Federal Rural da Amazônia https://orcid.org/0000-0002-2461-2103
Denes de Souza Barros Universidade Federal Rural da Amazônia https://orcid.org/0000-0001-5317-3923
João Rodrigo Coimbra Nobre Universidade do Estado do Pará https://orcid.org/0000-0001-6276-205X
Sueo Numazawa Universidade Federal Rural da Amazônia https://orcid.org/0000-0003-3489-7568

DOI:

https://doi.org/10.4336/2020.pfb.40e201801737

Keywords:

Wood waste, Yield, Charcoal

Abstract

Forestry activities in the Amazon generate large amounts of waste, from logging process, with carbonization being a potential alternative to mitigate this liability. However, the diversity of species and the lack of information on ideal carbonization parameters make the operation of the ovens difficult. In this research, the effects of the species and carbonization parameters on energy quality in the conversion of wood industry residues into charcoal are evaluated. The study material came from the municipality of Paragominas, Pará, collecting samples of the three most commercialized species, Handroanthus serratifolius (Vahl) S.O., Hymenolobium petraeum Ducke and Enterolobium schomburgkii (Benth.) Benth. The carbonizations were carried out in a muffle furnace, with temperatures of 500 °C and 600 °C and a final level of 30 min and 60 min. The species and temperature parameters were those that had a significant effect, exerting the greatest influence on the production and quality of charcoal. The time at the final level of carbonization did not show any influence on the variables. The increase in temperature caused a reduction in gravimetric yield. The wood residues of the three species showed high quality characteristics for the production of charcoal.

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Simonne Sampaio da Silva, Universidade Federal Rural da Amazônia

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References

ASTM. American Society for Testing and Materials. ASTM D-1762-84: standard method for chemical analyses of wood charcoal. Philadelphia, 2007. 2 p.

ASTM. American Society for Testing and Materials. ASTM E-711-87: standard test method for gross calorific value of refuse-derived fuel by the bomb calorimeter. Philadelphia, 2004. 8 p.

Amutio, M. et al. Influence of temperature on biomass pyrolysis in a conical spouted bed reactor. Resources, Conservation And Recycling, v. 59, p. 23-31, 2012. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2011.04.002.

ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 11941: determinação da densidade básica em madeira. Rio de Janeiro, 2003. 6 p.

Barbosa, J. C. & Maldonado Júnior, W. Experimentação agronômica & agroestat: sistema para análises estatísticas de ensaios agronômicos. Jaboticabal: Multipress, 2015.

Boas, M. A. et al. Efeito da temperatura de carbonização e dos resíduos de macaúba na produção de carvão vegetal. Scientia Forestalis, v. 38, n. 87, p. 481-490, 2010.

Brand, M. A. Análise da qualidade da madeira e do carvão vegetal produzido a partir da espécie Miconia cinnamomifolia (De Candolle) Naudin (Jacatirão-açu) na agricultura familiar, em Biguaçu, Santa Catarina. Scientia Forestalis, v. 41, n. 99, p. 401-10, 2013.

Brand, M. A. Energia de biomassa florestal. Rio de Janeiro: Interciência, 2010.

Brasil. Empresa de Pesquisa Energética. Balanço energético nacional 2019: ano base 2018. 12. ed. Rio de Janeiro, 2019.

Brasil. Empresa de Pesquisa Energética. Potencial energético de resíduos florestais do manejo sustentável e de resíduos da industrialização da madeira. Disponível em: <http://www.epe.gov.br/sitespt/publicacoesdadosabertos/publicacoes/PublicacoesArquivos/publicacao-312/NT-EPE_17-2018_BiomassaLenhosa-Residual_2018-10-17.pdf>. Acesso em: 15 jul. 2019.

Brasil. Lei n° 12.305 de 2 de agosto de 2010. Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos; altera a Lei no 9.605, de 12 de fevereiro de 1998; e dá outras providências. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2010/lei/l12305.htm>. Acesso em: 10 set. 2019.

Brito, J. O. & Barrichello, L. E. G. Correlações entre características físicas e químicas da madeira e a produção de carvão: 1. Densidade básica e teor de lignina da madeira de eucalipto. Instituto de Pesquisa e Estudos Florestais, n. 14, p. 9-20, 1977.

Brito, J. O. Reflexões sobre a qualidade do carvão vegetal para uso siderúrgico. Piracicaba: IPEF, 1993. (Circular técnica, 181).

Chave, J. et al. Regional and phylogenetic variation of wood density across 2,456 neotropical tree species. Ecological Applications, v. 16, n. 6, p. 2356-2367, 2006.

Couto, A. M. et al. Qualidade do carvão vegetal de Eucalyptus e Corymbia produzido em diferentes temperaturas finais de carbonização. Scientia Forestalis, v. 43, n. 108, p. 817-831, 2015. https://doi.org/10.18671/scifor.v43n108.7.

Csanády, E. et al. Quality of machined wood surfaces. [S.l.]: Springer, 2015. https://doi.org/10.1007/978-3-319-22419-0.

Dias Júnior, A. F. et al. Granulometric influence on the combustion of charcoal for barbecue. Revista Árvore, v. 39, n. 6, p. 1127-1133, 2015. https://doi.org/10.1590/0100-67622015000600016.

Eloy, E. et al. Effect of age and spacing on biomass production in forest plantation. Revista Árvore, v. 42, n. 2, 2018. https://doi. org/10.1590/1806-90882018000200014.

Ferreira, L. R. A. et al. Review of the energy potential of the residual biomass for the distributed generation in Brazil. Renewable And Sustainable Energy Reviews, v. 94, p. 440-455, 2018. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.06.034.

Feuerbacher, A. et al. Increasing forest utilization within Bhutan´s forest conservation framework: the economic benefits of charcoal production. Forest Policy And Economics, v. 73, p. 99-111, 2016. https://doi.org/10.1016/j.forpol.2016.08.007.

Hietz, P. et al. Strong radial variation in wood density follows a uniform pattern in two n neotropical rain forests. Functional Ecology, v. 27, p. 684-692, 2013.

Hillig, E. et al. Propriedades físico-mecânicas da madeira de uvado-japão. Pesquisa Florestal Brasileira, v. 38, p. 1-6, 2018.https://doi.org/10.4336/2018.pfb.38e201601195.

Jesus, M. S. et al. Caracterização energética de diferentes espécies de Eucalyptus. Floresta, v. 47, n. 1, p. 11-16, 2017. https://doi.org/10.5380/rf.v47i1.48418.

Moulin, J. C. et al. Effect of extractives and carbonization temperature on energy characteristics of wood waste in amazon rainforest. Cerne, v. 23, n 2, p. 209-218, 2017. https://doi.org/10.1590/01047760201723022216.

Neves, T. A. et al. Avaliação de clones de Eucalyptus em diferentes locais visando Ã produção de carvão vegetal. Pesquisa Florestal Brasileira, v. 31, n. 68, p. 319-330, 2011.

Numazawa, S. Características do carvão de Cupiuba (Goupia glabra AUBL). Belém: FACP, 1990. 15 p. (FCAP. Informe técnico, 15).

Numazawa, C. T. D. et al. Logging residues and CO2 of Brazilian Amazon timber: two case studies of forest harvesting. Resources, Conservation & Recycling, v. 122, p. 280-285, 2017. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2017.02.016.

Oliveira, A. C. et al. Parâmetros de qualidade da madeira e do carvão vegetal de Eucalyptus pellita F. Muell. Scientia Forestalis, v. 38, n. 87, 2010.

Oliveira, R. S. et al. Qualidade do carvão vegetal comercializado no Sudeste Paraense para cocção de alimentos. Revista de Ciências Agrárias, v. 62, p. 1-9, 2019. https://doi.org/10.22491/rca.2019.3017.

Paula, L. E. & Costa, K. P. Densidade de madeira de 932 espécies nativas do Brasil. Porto Alegre: Cinco Continentes, 2011.

Pereira, B. L. C. et al. Efeito da carbonização da madeira na estrutura anatômica e densidade do carvão vegetal de Eucalyptus. Ciência Florestal, v. 26, n. 2, p. 545-557, 2016. https://doi.org/10.5902/1980509822755.

Santos, R. C. et al. Correlações entre os parâmetros de qualidade da madeira e do carvão vegetal de clones de eucalipto. Scientia Forestalis, v. 39, n. 90, p. 221-230, 2011.

Santos, R. C. et al. Influência das propriedades químicas e da relação siringil/guaiacil da madeira de eucalipto na produção de carvão vegetal. Ciência Florestal, v. 26, n. 2, p. 657-669, 2016. https://doi.org/10.5902/1980509822765.

Siebeneichler, E. A. et al. Influência de temperatura e taxas de aquecimento na resistência mecânica, densidade e rendimento do carvão da madeira de Eucalyptus cloeziana. Revista Ciência da Madeira, v. 8, n. 2, 2017. https://doi.org/10.15210/cmad.v8i2.10511.

Silva, D. A. et al. Avaliação das propriedades energéticas de resíduos de madeiras tropicais com uso da espectroscopia NIR. Floresta e Ambiente, v. 21, n. 4, p. 561-568, 2014.

Silva, L. et al. Aproveitamento energético de resíduos da indústria moveleira. Revista Brasileira de Engenharia e Sustentabilidade, v. 5, n. 2, p. 36-42, 2018a. https://doi.org/10.15210/rbes.v5i2.14557.

Silva, M. G. et al. Carvão de resíduos de indústria madeireira de três espécies florestais exploradas no município de Paragominas, PA. Acta Amazonica, v. 37, n. 1, p. 61-70, 2007. https://doi.org/10.1590/s0044-59672007000100007.

Silva, R. C. et al. Influência da temperatura final de carbonização nas características do carvão vegetal de espécies tropicais. Pesquisa Florestal Brasileira, v. 38, p. 1-10, 2018b. https://doi.org/10.4336/2018.pfb.38e201801573.

Soares, V. C. et al. Análise das propriedades da madeira e do carvão vegetal de híbridos de eucalipto em três idades. Cerne, v. 21, n. 2, p. 191-197, 2015. https://doi.org/10.1590/01047760201521021294.

Trugilho, P. F. & Silva, D. A. Influência da temperatura final de carbonização nas características físicas e químicas do carvão vegetal de jatobá (Himenea courbaril L.). Scientia Agraria, v. 2, n. 1, p. 45-53, 2001. http://dx.doi.org/10.5380/rsa.v2i1.976.

Vale, A. T. et al. Relação entre as propriedades químicas, físicas e energéticas da madeira de cinco espécies do cerrado. Ciência Florestal, v. 20, n. 1, p. 137-145, 2010. https://doi.org/10.5902/198050981767.

Vieira, R. S. et al. Influência da temperatura no rendimento dos produtos da carbonização de Eucalyptus microcorys. Cerne, v. 19, n. 1, p. 59-64, 2013.

Vital, B. R. Métodos de determinação de densidade da madeira. Viçosa, MG: SIF, 1984. 21 p. (Boletim técnico, 1).