PROPRIEDADES ENERGÉTICAS DA BIOMASSA E DO CARVÃO VEGETAL...
69
UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE AGRONOMIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA PROPRIEDADES ENERGÉTICAS DA BIOMASSA E DO CARVÃO VEGETAL DE ESPÉCIES DE BAMBU E CLONES DE EUCALIPTO MACKSUEL FERNANDES DA SILVA Orientador Prof. Dr. Carlos Roberto Sette Jr. Fevereiro - 2016
Transcript of PROPRIEDADES ENERGÉTICAS DA BIOMASSA E DO CARVÃO VEGETAL...
1
UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
ESCOLA DE AGRONOMIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA
PROPRIEDADES ENERGÉTICAS DA BIOMASSA E DO
CARVÃO VEGETAL DE ESPÉCIES DE BAMBU E CLONES
DE EUCALIPTO
MACKSUEL FERNANDES DA SILVA
Orientador Prof. Dr. Carlos Roberto Sette Jr.
Fevereiro - 2016
2
TERMO DE CIÊNCIA E DE AUTORIZAÇÃO PARA DISPONIBILIZAR AS TESES
E
DISSERTAÇÕES ELETRÔNICAS NA BIBLIOTECA DIGITAL DA UFG
Na qualidade de titular dos direitos de autor, autorizo a Universidade Federal
de Goiás (UFG) a disponibilizar, gratuitamente, por meio da Biblioteca Digital de Teses e Dissertações (BDTD/UFG), regulamentada pela Resolução CEPEC nº
832/2007, sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o documento conforme permissões assinaladas abaixo, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica
brasileira, a partir desta data.
1. Identificação do material bibliográfico: [ x ] Dissertação [ ] Tese
2. Identificação da Tese ou Dissertação
Nome completo do autor: Macksuel Fernandes da Silva
Título do trabalho: Propriedades energéticas da biomassa e do carvão vegetal de espécies de bambu e clones de eucalipto.
3. Informações de acesso ao documento:
Concorda com a liberação total do documento [ x ] SIM [ ] NÃO1
Havendo concordância com a disponibilização eletrônica, torna-se imprescindível o envio do(s) arquivo(s) em formato digital PDF da tese ou dissertação.
________________________________________ Data: 26 / 09 / 2016 Assinatura do (a) autor (a) ²
1 Neste caso o documento será embargado por até um ano a partir da data de defesa. A extensão deste
prazo suscita justificativa junto à coordenação do curso. Os dados do documento não serão disponibilizados durante o período de embargo. ²A assinatura deve ser escaneada.
3
MACKSUEL FERNANDES DA SILVA
PROPRIEDADES ENERGÉTICAS DA BIOMASSA E DO
CARVÃO VEGETAL DE ESPÉCIES DE BAMBU E
CLONES DE EUCALIPTO
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Agronomia, da Universidade
Federal de Goiás, como requisito parcial à
obtenção do título de Mestre em Agronomia.
Área de concentração: Produção Vegetal.
Orientador: Prof. Dr. Carlos Roberto Sette Jr.
Goiânia, GO – Brasil 2016
4
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação na (CIP)
(GPT/BC/UFG)
Permitida a reprodução total ou parcial deste documento, desde que citada a fonte – O autor
Silva, Macksuel Fernandes da Propriedades energéticas da biomassa e do carvão vegetal de
espécies de bambu e clones de eucalipto [manuscrito] / Macksuel Fernandes da Silva. 2016.
liv, 69 f.: il.
Orientador: Prof. Dr. Carlos Roberto Sette Jr. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Goiás,
Escola de Agronomia (EA), Programa de Pós-Graduação em Agronomia, Goiânia, 2016.
Bibliografia. Inclui gráficos, tabelas, lista de figuras e lista de tabelas.
1. Potencial energético. 2. Madeira. 3. Colmos. I. Sette Jr.,
Carlos Roberto, orient. II. Título.
5
6
AGRADECIMENTOS
A Deus, por me iluminar e sempre estar comigo em momentos importantes e
difíceis;
A minha família, pelo carinho, valores transmitidos e sempre me incentivar a
crescer. Vocês são o melhor da minha vida;
Ao meu amigo, chefe e orientador Carlos Roberto Sette Jr., por compartilhar
tanto conhecimento, sempre me incentivando a ser um profissional e pessoa melhor. Muito
obrigado pelo apoio e paciência;
Ao Programa de Pós-Graduação em Agronomia (PPGA) e a Escola de
Agronomia da Universidade Federal de Goiás – UFG por todo suporte;
Às estagiárias e agora mestrandas Deborah Rodrigues de Souza Santos e Myla
Medeiros Fortes, pelo apoio para a realização desse trabalho;
A toda equipe do Laboratório de Qualidade da Madeira e Bioenergia da
Universidade Federal de Goiás, obrigado pelo suporte, por me motivar e tornar meu
trabalho tão gratificante;
Ao Prof. Dr. Fábio Minoru Yamaji, da Universidade Federal de São Carlos
(UFSCAR), pela contribuição nesse trabalho;
A todos os colegas do Setor de Engenharia Florestal da Escola de Agronomia
da Universidade Federal de Goiás;
A todos meus amigos, sem citar nomes, pois felizmente são muitos, que me
proporcionam tantas alegrias, muito obrigado pelas risadas e incentivo;
E a todas as pessoas que de alguma forma participaram deste trabalho e
contribuíram para minha formação,muito obrigado!
7
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO GERAL......................................................................... 11
2 REVISÃO DE LITERATURA................................................................ 13
2.1 USO DA BIOMASSA COMO FONTE ENERGÉTICA........................... 13
2.2 ASPECTOS GERAIS DO BAMBU.......................................................... 15 2.3 ASPECTOS GERAIS DO EUCALIPTO................................................... 18
2.4 CARVÃO VEGETAL................................................................................ 20 2.4.1 Fatores de influência na qualidade do carvão vegetal........................... 20
2.5 PROPRIEDADES DA BIOMASSA E DO CARVÃO VEGETAL........... 22 2.5.1 Densidade básica....................................................................................... 22
2.5.2 Poder calorífico superior ......................................................................... 23 2.5.3 Teor de cinzas, materiais voláteis e carbono fixo................................... 24
2.5.4 Rendimento gravimétrico......................................................................... 25
2.6 REFERÊNCIAS.......................................................................................... 26
3
CARACTERISTICAS ENERGÉTICAS DA MADEIRA E DO
CARVÃO VEGETAL DE DOIS HÍBRIDOS CLONAIS DE
Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla..............................................
35
3.1 INTRODUÇÃO.......................................................................................... 36
3.2 MATERIAL E MÉTODOS........................................................................ 37 3.2.1 Seleção das árvores, corte e preparo de amostras................................. 37
3.2.2 Caracterização da madeira e do carvão vegetal.................................... 39 3.2.3 Análise estatística dos dados.................................................................... 41
3.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................ 41 3.3.1 Características da madeira e do carvão vegetal: efeito dos clones...... 41
3.3.2 Características da madeira e do carvão vegetal: efeito da posição
longitudinal................................................................................................ 44
3.3.3 Correlação entre as propriedades da madeira e do carvão vegetal..... 48 3.4 CONCLUSÃO............................................................................................ 50
3.5 REFERÊNCIAS......................................................................................... 50
4 POTENCIAL DE ESPÉCIES DE BAMBU COMO FONTE
ENERGÉTICA ALTERNATIVA........................................................... 54
4.1 INTRODUÇÃO.......................................................................................... 55
4.2 MATERIAL E MÉTODOS........................................................................ 56 4.2.1 Seleção, preparo e carbonização das amostras...................................... 56
4.2.2 Caracterização energética da biomassa e do carvão vegetal................ 59 4.2.3 Análise estatística dos dados.................................................................... 61
4.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................ 61 4.3.1 Caracterização energética da biomassa.................................................. 61
4.3.2 Caracterização energética do carvão vegetal......................................... 63 4.4 CONCLUSÕES.......................................................................................... 66
4.5 REFERÊNCIAS ........................................................................................ 67
5 CONCLUSÕES GERAIS........................................................................ 69
6 RECOMENDAÇÕES............................................................................... 69
8
LISTA DE TABELAS
Tabela 3.1 Características da madeira e do carvão dos clones de eucalipto..............................................................................................
40
Tabela 3.2 Correlação entre as propriedades da madeira e do carvão vegetal.............................................................................................
46
Tabela 4.1 Análise imediata e poder calorífico superior do carvão de bambu e de eucalipto.........................................................................................
59
Tabela 4.2 Densidade básica e densidade energética do carvão de bambu e de eucalipto.............................................................................................
61
Tabela 4.3 Análise imediata e poder calorífico superior do carvão de bambu e de eucalipto.....................................................................................
62
Tabela 4.4 Densidade básica e densidade energética do carvão de bambu e de eucalipto..............................................................................................
63
LISTA DE FIGURAS
Figura 3.1 Localização do município de Nerópolis, região central do estado de Goiás....................................................................................................
36
Figura 3.2 Discos de madeira coletados em diferentes posições longitudinais (0, 3, 6, 9, 12 e 15 m)...........................................................................
37
Figura 3.3 Processo de análise química: Amostras inseridas na mufla (A); Pesagem final do material (B).............................................................
38
Figura 3.4
Variação da densidade básica, poder calorífico e densidade energética nas diferentes posições longitudinais dos clones GG100 e
I144......................................................................................................
44
Figura 3.5
Variação do rendimento gravimétrico, teores de carbono, voláteis e
cinzas nas diferentes posições longitudinais dos clone GG100 e I144......................................................................................................
45
Figura 4.1 Localização do município de Goiânia, região central do estado de Goiás.......................................................................................................
55
Figura 4.2
Segmentos de Bambusa vulgaris e Bambusa tuldoides com dois cm de comprimento (A); Discos de Eucalyptus grandis x Eucalyptus
urophylla cortados em cunhas (B).......................................................
55
Figura 4.3
Amostras de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla (A);
Triturador (B); Material após a trituração (C); Moinho de facas do tipo willey (D); Material após a moagem (E)......................................
56
9
RESUMO GERAL
SILVA, M. F. Propriedades energéticas da biomassa e do carvão vegetal de espécies
de bambu e clones de eucalipto. 2016. 69 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia:
Produção Vegetal) - Escola de Agronomia, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2016.1
As fontes energéticas de origem agroflorestal são uma excelente alternativa por serem
renováveis e por apresentarem grande potencial para a produção de carvão vegetal. O objetivo desse trabalho foi avaliar o potencial energético da biomassa de bambu e de
híbridos clonais de eucalipto como fonte de energia através da avaliação das características da biomassa e do carvão vegetal. Colmos maduros de Bambusa tuldoides, Bambusa
vulgaris var. vittata e Dendrocalamus asper e discos de madeira em diferentes posições longitudinais (0, 3, 6, 9, 12 e 15m) de árvores dos híbridos clonais de Eucalyptus grandis x
Eucalyptus urophylla (GG100 e I144) com sete anos de idade foram coletados de plantações na região central do Estado de Goiás. A biomassa das espécies foi caracterizada
(densidade básica, química imediata, poder calorífico superior e densidade energética) e foi produzido carvão vegetal com taxa de aquecimento de aproximadamente 1,67ºC.min
-1,
temperatura final de 450ºC, permanecendo estabilizado na temperatura final por um período de 30 minutos para posterior caracterização (densidade básica, análise imediata,
poder calorífico, densidade energética e rendimento gravimétrico). As espécies de bambu apresentaram características energéticas similares ou superiores em relação ao híbrido de
Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, exceto para os teores de materiais voláteis e de cinzas, indicando o potencial das espécies Bambusa vulgaris vitatta, Dendrocalamus asper
e Bambusa tuldoides para o uso como fonte de energia. A densidade básica e energética da madeira e do carvão vegetal sofreram efeito de clone, sendo maiores no GG100 em relação
ao I144. As características energéticas da madeira e do carvão vegetal dos clones de eucalipto foram influenciadas pela posição longitudinal no tronco das árvores, exceto para
a densidade básica e para o rendimento gravimétrico. Correlações positivas foram detectadas entre: (i) densidade básica e rendimento gravimétrico; (ii) densidade energética,
densidade básica e poder calorífico; (iii) teor de carbono fixo e rendimento gravimétrico; (iv) densidade energética e poder calorífico da madeira com as do carvão vegetal e (v) teor
de carbono fixo com o poder calorífico do carvão e negativas entre (i) o teor de materiais voláteis do carvão vegetal com o poder calorífico; (ii) o teor de carbono fixo na madeira e
no carvão vegetal com os materiais voláteis e com as cinzas.
Palavras-chave: Potencial energético, madeira, colmos
_________________________________________ 1 Orientador: Profº. Dr. Carlos Roberto Sette Jr. EA-UFG.
10
GENERAL ABSTRACT
SILVA, M. F. Energy properties of biomass and charcoal bamboo species and
eucalyptus clones. 2016. 69 f. Dissertation (Master in Agronomy: Plant Production) -
Escola de Agronomia, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2016.1.
Energy sources from agroforestry origin are an excellent alternative for be renewable and
present great potential to charcoal production. The aim of this study was to evaluate the energy potential of biomass of bamboo and eucalyptus clonal hybrids as energy source
through the evaluation of the characteristics of biomass and charcoal making. Culms mature of Bambusa tuldoides, Bambusa vulgaris var. vittata and Dendrocalamus asper and
wooden clubs in different longitudinal positions (0, 3, 6, 9, 12 and 15 m) trees of hybrid clone of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla (GG100 and I144) with seven years
were collected from plantations in the center region State of Goiás. The biomass of the species has been characterized (basic density, chemical immediate, gross calorific value
and energy density) and was produced charcoal with heating rate of Approximate 1,67°C min
-1, temperature 450°C final, remaining stable in temperature for last hum period 30
minutes later paragraph characterization (basic density, immediate analysis, calorific value, energy density and gravimetric income). Bamboo’s species had features energy similar or
superiors in relation to Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla hybrid, accept to levels of volatile materials and ash, indicating the potential species Bambusa vulgaris vitatta,
Dendrocalamus asper and Bambusa tuldoides for use as energy source. The basic density and energy from wood and charcoal suffered to clone effect, and larger in GG100 in
relation by I144. Energy characteristics as wood and charcoal of eucalyptus clones influenced for the longitudinal position there is no trunk of trees except for a basic density
and for the gravimetric yield. Positive correlations were detected between: (i) basic density and gravimetric income; (ii) energy density, basic density and calorific value; (iii) carbon
content and gravimetric fixed income; (iv) energy density and calorific value of wood with charcoal making and (v) fixed carbon content to the calorific value of coal and negative
between (i) content of volatile materials of heat charcoal with power; (ii) fixed carbon content in the wood and charcoal with any volatiles and as ashes.
Key-words: Energy potential, wood, culm.
___________________________________________ 1Adviser: Profº. Dr. Carlos Roberto Sette Jr. EA-UFG.
11
1 INTRODUÇÃO GERAL
A biomassa é uma das fontes de energia renovável com maior potencial de
desenvolvimento nos próximos anos, sendo apontada como uma das principais opções para
diversificar a matriz energética e reduzir a dependência dos combustíveis fósseis (ANEEL,
2016). O aproveitamento energético e racional da biomassa tende a promover o
desenvolvimento de regiões menos favorecidas economicamente, por meio da criação de
empregos e da geração de receita, reduzindo o problema do êxodo rural e a dependência
externa de energia (Lybeer, 2006) e tem grande importância ambiental pela possibilidade
de redução do uso de combustíveis fósseis que contribui para a redução da emissão de
Gases do Efeito Estufa e consequentemente para a mitigação do aquecimento global. O
Brasil apresenta grande potencial para utilização de matrizes energéticas renováveis (Costa
& Prates, 2005) na posição de um dos maiores produtores agrícolas e florestais do mundo
(Dias et al., 2012).
As plantações florestais, além de fornecerem matéria-prima para os diversos
usos industriais e domésticos, cumprem diversas funções ambientais e sociais,
desempenham um papel importante no desenvolvimento sustentável e contribuem com a
conservação das florestas nativas. Considerando que a madeira é um dos materiais mais
usados pelo homem e com o aumento da procura de matéria-prima para os diversos
setores, as espécies de rápido crescimento vêm ganhando um papel importante para o
suprimento de madeira, tendo em vista os altos índices de desmatamento a nível mundial
(FAO, 2009).
Atualmente, as espécies do genêro Eucalyptus são as mais utilizadas para a
produção de carvão vegetal, suas características de rápido crescimento e densidade
consideráveis garantem um carvão facilmente renovável e de boa qualidade (Santos, 2010).
As áreas de florestas de Eucalyptus ocupam 5,4 milhões hectares no Brasil; já no Estado de
Goiás estas ocupam 121 mil hectares (IBÁ, 2015).
Da mesma forma, espécies de bambus apresentam elevada taxa de crescimento
e produção acelerada de biomassa (Scurlock et al., 2000). No entanto, o pouco
conhecimento científico sobre as espécies de bambu, especialmente no que se refere à
12
possibilidade de sua utilização como fonte de energia, tem restringindo o pleno
desenvolvimento da cultura nesta área (Truong, 2014).
O aumento do conhecimento e da pesquisa sobre alguns aspectos das espécies
de bambu tem tido um impacto econômico significativo, originando novos usos industriais
para a espécie (Li, 2004), tendo sido instituída a Política Nacional de Incentivo ao Manejo
Sustentado e ao Cultivo do Bambu (PNMCB), através da Lei 12.484 de 2011 (Brasil,
2011), que tem como objetivo principal promover o desenvolvimento da cultura do bambu
no Brasil. O carvão vegetal é formado a partir do processo de carbonização ou pirólise
lenta da madeira que consiste no seu aquecimento, a temperaturas entre 350°C e 500°C, na
presença controlada de oxigênio, promovendo modificações dos seus componentes
químicos, cujo objetivo é aumentar o teor de carbono na massa resultante do processo
(Carneiro et al., 2011).
O Brasil é o responsável por 40% da produção mundial industrial de carvão
vegetal, sendo o maior produtor do mundo, cujo seus principais consumidores são os
setores de ferro-gusa, aço e ferro-liga (ABRAF, 2013). O crescimento da ordem de 61,4%
entre 2009 e 2012 no consumo de carvão vegetal de florestas plantadas no Brasil decorreu
de vários fatores, dentre os quais pode-se destacar as exigências e a pressão constante dos
grandes consumidores nacionais e internacionais de ferro-gusa para redução ou até
eliminação da utilização de carvão de áreas nativas, aliado às exigências ambientais
nacionais, cada vez mais intensas, por meio de leis e regulamentos (Penteado, 2013).
As características do carvão vegetal são dependentes da qualidade da madeira
utilizada para a sua produção e de outros fatores (Oliveira et al., 2010; Melo et al., 2012).
Consequentemente, a posição de amostragem no tronco das árvores, no sentido
longitudinal e radial pode influenciar na qualidade do carvão vegetal (Arantes et al., 2013;
Buttini et al., 2013; Silva et al., 2015).
Diante do exposto os objetivos deste trabalho foram avaliar as características
da biomassa e do carvão vegetal das espécies Bambusa tuldoides, Bambusa vulgaris vittata
e Dendrocalamus asper e dois híbridos clonais de Eucalyptus grandis x Eucalyptus
urophylla (GG100 e I144).
13
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 USO DA BIOMASSA COMO FONTE ENERGÉTICA
Biomassa é caracterizada como o conjunto de recursos biologicamente
renováveis, originados de material vegetal, sendo uma forma de energia solar armazenada,
isto é, as árvores usam a luz solar, na fotossíntese, para converter CO2 e H2O em produtos
de alto teor energético, que são os carboidratos e oxigênio. Sendo susceptível a
transformação em energia útil, tal como o calor, a eletricidade e a força motriz (MMA,
2015). Segundo Cortez et al. (2009), as principais biomassas utilizadas no Brasil são:
resíduos agrícolas, resíduos sólidos urbanos, resíduos industriais, resíduos animais e
resíduos florestais.
O Brasil apresenta grande potencial para utilização de matrizes energéticas
renováveis, sobretudo energia produzida a partir de água e da biomassa (Costa & Prates,
2005) na posição de um dos maiores produtores agrícolas e florestais do mundo, o país
pode aproveitar melhor a grande quantidade de biomassa produzida (Dias et al., 2012),
aumentando a sua participação na matriz energética nacional que hoje representa apenas
27,5% (MME, 2014).
Os produtos oriundos da floresta movimentam as exportações brasileiras,
geram energia primária, além de possuir grande importância social, pois gera milhares de
empregos diretos e indiretos, e trazem qualidade de vida à população pelos benefícios
ambientais que proporcionam (EMBRAPA, 2000). Segundo a Associação Brasileira de
Florestas (2013), no ano de 2012, a cadeia produtiva do setor florestal contribuiu para a
geração de 4,4 milhões de empregos no Brasil.
Os resíduos vegetais são normalmente descartados em forma de matéria
orgânica ou queimados diretamente para a sua eliminação, o que acarreta um aumento
considerável na poluição ambiental, além de representar perdas de matéria-prima e energia
(Vale & Gentil, 2008). Assim, segundo Moreira (2011), a biomassa florestal apresenta um
grande potencial para geração de energia, com vantagens para a redução da emissão de
gases do efeito estufa.
14
A geração de energia por madeira é bastante vantajosa, pois economiza outras
fontes de energia. Contudo, a madeira utilizada para este fim não deve possuir nenhum
elemento químico adicional, caso contrário pode emitir poluentes causando danos
ambientais (Lima & Silva, 2005).
2.2 ASPECTOS GERAIS DO BAMBU
Segundo o sistema de classificação do botânico alemão Adolf Engler, o bambu
pertence à divisão das Angiospermae e faz parte do grupo das monocotiledôneas, subgrupo
das Gramineae (Ostapiv, 2007). As espécies exóticas, introduzidas no Brasil, por
intermédio dos imigrantes, são, na sua maioria, provenientes do continente asiático, tais
como: Bambusa vulgaris (Sul da China), Bambusa tuldoides (Sul Asiático) e
Dendrocalamus asper (Índia, Tailândia e Vietnã) (Azzini et al., 1997).
O bambu compreende cerca de 1200 espécies em cerca de 90 gêneros,
distribuindo-se naturalmente em zonas tropicais, subtropicais e temperadas, sendo
comumente encontrado na África, Ásia e América do Sul e Central (Lobovikov et al.,
2007). A maior abundância dessa gramínea está no continente Asiático, principalmente na
Índia, China, Japão e Coréia (Lybeer, 2006). Dentre os países das Américas, o Brasil é o
que apresenta a maior diversidade, com 34 gêneros e cerca de 250 espécies nativas,
representando 16,6% de todas as espécies de bambus do mundo, das quais cerca de 160 são
endêmicas (Filgueiras, 2012). A planta de bambu é formada pelos sistemas subterrâneos de
rizomas e raízes, e parte aérea de colmos, galhos e folhas, apresentando flores ou frutos,
por sua vez, ou os dois, simultaneamente. Os colmos são formados por uma série alternada
de nós e entrenós, na maioria ocos e constituídos por fibras e vasos, diferindo-se, segundo
a espécie, em comprimento, espessura da parede, diâmetro, espaçamento de nós e
resistência, onde com o crescimento do bambu, cada novo nó interno é envolvido por uma
folha caulinar protetora denominada bainha (Ghavami & Marinho, 2005).
O bambu possui um acelerado crescimento, onde algumas espécies destacam-
se por apresentarem as maiores taxas de crescimento dentre os vegetais de porte arbóreo,
além de elevada capacidade de ocupação de solos marginais e erodidos, visto que por se
tratar de uma gramínea, o bambu é pouco exigente em relação ao solo e clima, sendo
também bastante resistente à altitude e temperatura, podendo ocupar terras marginais, não
sustentáveis para a agricultura ou floresta (Oliveira, 2006). A planta de bambu é
15
extremamente diversificada, que se adapta facilmente a diferentes condições climáticas e
de solo, oferecendo muitas vantagens econômicas, tais como: rápido crescimento,
perenidade, facilidade de estabelecimento, manutenção e colheita; e o seu peso
relativamente leve, devido aos caules ocos, representam uma vantagem em relação à
madeira, favorecendo uma colheita e transporte facilitados, não exigindo técnicas
complexas para o seu estabelecimento (Lobovikov, 2007).
O bambu é comumente utilizado como alimento humano e animal, biomassa
energética para energia renovável e energia limpa, material de construção civil e matéria-
prima industrial para vários setores, como o de cosmética, medicina, celulose e papel,
compósitos de madeira, além de também ser identificado como elemento de conservação e
recuperação ambiental, principalmente no controle da erosão. O bambu é um material
ecológico, leve, resistente, versátil e com excelentes características físicas, químicas e
mecânicas, que lhe possibilitam diversas aplicações ao natural ou processadas, podendo
este ser utilizado como substituto agronômico em áreas marginais visando otimizar
produções que recebem mais atenção do mercado externo, substituindo a madeira em
diversos aspectos (Remade, 2009).
No Brasil, em contrapartida aos países orientais que há décadas produzem e
conhecem as propriedades do carvão de bambu, ainda são poucas as iniciativas no país,
apesar de muitas pesquisas já terem sido desenvolvidas para produção de carvão como
biomassa (Presznhuk, 2004). Este é um setor em potencial no país, o qual se deve investir
mais em pesquisas aplicadas para incorporar o uso de carvão de bambu em nossa cultura
(Manhães, 2008). Apesar da importância do bambu em todo o mundo, as estatísticas
globais sobre seus recursos, produção e comércio continuam bastante escassos e
inconsistentes. A falta de dados abrangentes confiáveis sobre os recursos de bambu e
utilização impede o seu desenvolvimento sustentável e limita seu potencial para o mercado
(Lobovikov, 2007).
No Brasil, dentre as espécies comerciais introduzidas destaca-se Bambusa
vulgaris, utilizada nos programas de reflorestamento principalmente no nordeste do país
(Tomazello Filho & Azzini, 1987). No Nordeste brasileiro são cultivados quarenta mil
hectares de Bambusa vulgaris para a produção de pasta celulósica, cuja capacidade
instalada é de 72.000 toneladas/ano (INBAR, 2015). É uma espécie de bambu
entoucerante, de médio porte, com a média de 15-25 m de altura dos colmos, diâmetro dos
16
colmos de 6-15 cm com espessura da parede que pode variar de 7-15 mm (Pereira &
Beraldo, 2008).
A espécie Bambusa tuldoides possui colmos de paredes grossas em relação ao
seu diâmetro, dando ao mesmo uma resistência mecânica alta (Teixeira, 2006). O diâmetro
varia de 3 a 8 cm e sua altura de 8 a 12 m. Tem cor verde escura e apresenta uma notável
linearidade em seus colmos. É bastante empregada no Vietnã para produção de móveis. No
Brasil, é conhecida em algumas regiões como bambu crioulo e é uma das espécies
preferidas como tutor no cultivo de tomate (Silva, 2005). É uma espécie entouceirante cujo
colmo é reto e de cor escura. Este bambu resiste muito bem às geadas. Originário da China
e bastante comum no Brasil. Forma moitas e não se alastra. Apresenta bons resultados em
paisagismo e cercas vivas (Greco, 2011).
Entre as espécies de bambu com grande potencial em razão de seu rápido
crescimento e expressiva biomassa, pode-se citar o bambu-gigante (Dendrocalamus asper
(Schult. & Schult. f.) Backer ex K. Heyne) (Pereira & Beraldo, 2008). A espécie se destaca
pela excelente qualidade e resistência de sua “madeira”. É uma espécie originada no
Sudeste da Ásia, introduzida e cultivada em vários países tropicais (Montiel & Sanchez,
2006). Seus colmos são altamente prezados como material de construção devido a sua
parede espessa, e ainda, o broto dessa espécie é considerada uma das melhores para
alimentação (Dransfield, 1980). É um bambu de porte gigante, que apresenta colmos de 15
a 20 metros de altura, comprimentos dos entrenós de 30 a 50 cm e diâmetro dos colmos
entre 6 e 12 centímetros (Shirasuna, 2012).
A sociedade tem buscado cada vez mais pensar em formas alternativas de tratar
o meio ambiente, procurando materiais que sejam menos poluentes e degradantes, de baixo
custo e fácil manuseio. Sob essa ótica, algumas alternativas vêm sendo propagadas, como a
utilização do bambu, recurso natural renovável, que confere um grande potencial para o
desenvolvimento de projetos economicamente, socialmente e ambientalmente sustentáveis
(Lopes, 2008). Com relação às políticas governamentais no Brasil, em 08 de setembro de
2011 foi sancionada a Lei nº 12.484/2011, instituidora da Política Nacional de Incentivo ao
Manejo Sustentável e ao Cultivo do Bambu - PNMCB, com o objetivo de incentivar o
desenvolvimento da cultura do bambu no país, por meio de ações governamentais e de
empreendimentos privados, com vista a valorização do bambu como produto sustentável e
de grande capacidade para suprir necessidades ecológicas, econômicas, sociais e culturais,
17
tendo como diretriz o desenvolvimento tecnológico do manejo sustentado do bambu, do
seu cultivo e de suas aplicações (PNMCB, 2011).
O bambu apresenta-se como um significativo recurso natural renovável, sendo
fonte de matéria-prima para usos industriais, rurais e domésticos, abrangendo as áreas da
agricultura, arquitetura, arte e cultura, culinária, artesanato, móveis, papel, transporte,
medicina e, combustão e bioenergia, isso demonstra a imensa gama de possibilidades e a
versatilidade do bambu, podendo ser substituto ou complemento de inúmeros bens de
consumo, que por características próprias possam não ser renováveis ou que ainda tenham
um custo social e ambiental muito alto para sua extração (Ribeiro, 2005).
O bambu apresenta características vantajosas em relação a algumas espécies
madeireiras no que se refere à captura e fixação de carbono atmosférico, visto este ser uma
planta gramínea classificada como C4, isto é, de alta absorção de carbono, e devido ao seu
rápido crescimento (Delgado, 2011). Neste sentido, considerando como um dos atuais
desafios ambientais da sociedade moderna, a redução dos níveis de carbono pela sua
fixação nos colmos de bambu pode ser uma medida eficaz na mitigação/redução dos
efeitos do aquecimento global.
A facilidade de manejo, a necessidade de área relativamente pequena para o
cultivo e a facilidade de treinamento da mão-de-obra, representam outras vantagens das
espécies de bambu (Dantas et al., 2005). O bambu tolera além de solos ácido com baixa
fertilidade, longos períodos de seca, sobrevive em associação com floresta e pode ser
usado na recuperação de áreas degradadas (Delgado, 2011). De acordo com Ribeiro
(2005), o bambu desempenha importante papel como aliado na recuperação de áreas
degradadas devido ao seu rápido crescimento e sua estrutura diferenciada, atuando como
um recurso renovável na produção agro-florestal.
Em particular para o Brasil, país que ocupa posição de destaque no setor de
energia a partir da biomassa, o bambu poderá ser uma importante alternativa como fonte de
matéria-prima renovável (Guarnetti, 2013). O bambu tem grande potencial para se tornar
uma opção alternativa para produção de carvão vegetal devido a suas semelhanças com
madeiras comumente utilizadas para esse fim (Brito et al., 1987). Neste cenário de
utilização da biomassa na geração de energia, as espécies de bambu se destacam pela
possibilidade da utilização dos seus colmos para geração de energia.
18
2.3 ASPECTOS GERAIS DO EUCALIPTO
O Eucalyptus é um gênero importante no fornecimento de matéria-prima para
diversas finalidades industriais e suas espécies são as principais utilizadas para o
fornecimento de biomassa para geração de energia (Cortez et al., 2009). Em função de sua
grande plasticidade ambiental, altos índices de produtividade e características energéticas
(densidade da madeira e poder calorífico), o gênero Eucalyptus é o mais utilizado para a
implantação de florestas para fins energéticos (Santos, 2010).
Institutos e escolas de Engenharia Florestal vêm aprimorando as pesquisas de
melhoramento genético, manejo do solo e nutrição de plantas para elevar as
potencialidades do gênero Eucalyptus, visando maior produtividade, melhores
características da madeira, plasticidade quanto a adaptação aos diferentes sítios florestais e
exigências edafoclimáticas (Pereira et al., 2000; Botrel et al., 2010). Segundo o Ibá (2015),
as áreas de florestas plantadas no Brasil atingiram 5,6 milhões de hectares em 2014. As
principais espécies do gênero plantadas para produção de florestas energéticas são E.
grandis, E. urophylla, E. camaldulensis, E. cloeziana, E. pellita, E. saligna e Corymbia
citriodora (Pinheiro, et al., 2005; Frederico, 2009; Andrade, 2009; Oliveira et al., 2010).
Há grande variabilidade intra e interespecífica para as espécies de Eucalyptus,
principalmente em características como produção de biomassa, taxa de crescimento,
resistência a geadas e déficit hídrico. Uma forma de manter as características favoráveis,
evitando a variabilidade encontrada em árvores obtidas a partir de sementes, é recorrer à
propagação vegetativa (Higashi et al., 2004). Atualmente, os clones com maior destaque
são os híbridos de E. urophylla (I 220), E. urophylla x E. grandis (I 042), E. urophylla x E.
grandis (I144), E. urophylla (I 224), E. urophylla x E. grandis (GG100) e E. urophylla x
E. camaldulensis (VM1) (Fernandes, 2013) (ABRAF, 2013).
O Eucalyptus urophylla em relação à maioria das espécies de eucalipto é o que
apresenta maior estabilidade genética em todas as áreas que foi testado (Moura, 2004).
Consequentemente, grande parte das empresas produtoras e consumidoras de carvão
vegetal, utilizam esses materiais devido a inexistência de clones com melhores
características que atendam as necessidades específicas para a produção de carvão vegetal
(Castro, 2011).
Dessa forma, para melhor utilização das espécies ou clones visando à produção
de energia é importante que se avaliem algumas propriedades da madeira, a fim de se obter
19
uma melhor matéria-prima para essa finalidade. Contudo, a qualidade da madeira para a
utilização energética pode ser influenciada pela idade do material e pelas diferenças entre
espécies e clones (Neves et al., 2013).
A preferência por este gênero está associada à possibilidade de obtenção de
vários produtos, à elevada taxa de crescimento e facilidade de rebrotação e às variações na
densidade da copa, o que facilita a disponibilidade de radiação solar incidente no sub-
bosque, viabilizando o estabelecimento das espécies forrageiras e, consequentemente, a
sustentabilidade do sistema (Oliveira et al., 2007). Também em razão de sua excelente
produção volumétrica e da boa qualidade da madeira, resultante do intenso melhoramento
genético realizado com a espécie e do manejo adequado dos povoamentos (Goulart et al.,
2003).
Visando fins energéticos, o melhoramento enfatiza as madeiras de eucalipto
que têm elevado potencial produtivo, alta densidade e alto teor de lignina, pois o
rendimento na produção de carvão é maximizado com o uso da madeira mais densa, de
maior poder calorífico, e constituição química adequada, resultante em carvão de melhor
qualidade (Paludzysyn Filho, 2008).
2.4 CARVÃO VEGETAL
Existe uma ampla e consistente demanda mundial pela madeira como
combustível sólido, que traz uma série de implicações de ordem ambiental, social,
tecnológica e econômica. O Brasil tem a maior produção/consumo mundial de carvão
vegetal de madeira, destinado principalmente ao atendimento de uma importante parcela
da sua produção industrial siderúrgica (Santos et al, 2011). O consumo de madeira para
energia é um dos mais significativos do mundo, situando-se entre 123 a 150 milhões de
metros cúbicos. Cerca de 70% da madeira usada no Brasil tem destinação energética, o que
representa o maior volume de madeira vinculada a determinado uso no país (Serviço
Florestal Brasileiro, 2009).
Durante o processo de carbonização da madeira, o carvão é apenas uma fração
dos produtos que podem ser obtidos, sendo que se utilizados os sistemas apropriados para a
coleta, também podem ser aproveitados os condensados pirolenhosos (líquido pirolenhoso)
e os gases não-condensáveis (Couto et al., 2004).
20
De acordo com Lobovikov et al. (2007), existem três razões principais que
contribuem para o sucesso de carvão de bambu no comércio internacional: o bambu cresce
mais rápido e tem uma rotação mais curto em comparação com espécies arbóreas; as
propriedades de valor calórico e de absorção de carvão de bambu são semelhantes ou
melhores do que as de carvão vegetal de madeira; é mais barato e mais fácil de produzir.
2.4.1 Fatores de influência na qualidade do carvão vegetal
O funcionamento do processo de carbonização está intimamente relacionado à
composição química de três componentes da madeira: a celulose, as hemiceluloses e a
lignina, além de sofrer influência das suas características físicas e anatômicas. O primeiro
componente que a se degradar são as hemiceluloses, na temperatura de 200°C a 260°C;
seguidas da celulose (240°C a 350°C) e da lignina, cuja degradação inicia-se a 150°C e se
mantém até 500°C (Andrade, 2004).
A resistência dos constituintes químicos da madeira está intimamente
relacionada às suas respectivas estruturas: quanto mais complexas, mais rígida e mais
condensada for a estrutura, mais estável, do ponto de vista térmico, será o componente
químico correspondente (Andrade, 2004). Neste sentido, para a produção de carvão
vegetal, a madeira deve conter maior teor de lignina e menor teor de holoceluloses, bem
como maior densidade. Portanto, a produção de carvão vegetal depende de sua constituição
química, teores de celulose, hemiceluloses, lignina, extrativos e substâncias minerais que
variam entre as espécies (Santos et al., 2011). Sendo assim, na produção de carvão vegetal,
espécies com teores de lignina significativamente mais elevados permitirão maior
quantidade de carbono no carvão vegetal, o que irá contribuir com o poder calorífico do
produto final (Couto et al., 2004).
Os principais fatores que afetam o rendimento e as propriedades físicas e
químicas do carvão obtido são: o tipo de forno, densidade da madeira que lhe deu origem,
dimensão das peças, temperatura final de carbonização, velocidade de aquecimento,
pressão e fluxos de gases (Carneiro, 2013). Para o funcionamento do processo de
carbonização a madeira precisa primeiramente passar pela secagem, pois despende uma
grande quantidade de energia, esta fornecida por parte da queima da lenha dentro do forno,
ou da câmara de combustão externa, a depender do modelo do forno, sendo que quanto
21
mais úmida a madeira maior será a energia necessária para secá-la, o que torna a umidade
um fator importante que deve ser observado no processo de carbonização (Cotta, 1996).
A capacidade de produção da carvoaria é afetada pela densidade da madeira,
pois para um determinado volume de forno a utilização de madeira mais densa resulta em
maior produção em peso, e, além disso, madeira mais densa produz carvão com densidade
mais elevada, com vantagens para alguns de seus usos (Oliveira et al., 1982; Brito, 1993).
Apesar das propriedades da madeira exercerem influência sobre a qualidade do
carvão vegetal em aspectos como porosidade, composição química, densidade, poder
calorífico, entre outros, muitas vezes elas não são consideradas na determinação da idade
de corte e na seleção de materiais para o melhoramento genético (Vieira et al., 2013).
Dessa forma, Alencar (2002) verificou que a densidade da madeira de híbrido E. grandis x
E. urophylla nas idades de um a sete anos, também é influenciada pela idade.
Um dos parâmetros analisados no processo de carbonização é o rendimento
gravimétrico em carvão vegetal o qual apresenta correlação negativa com o teor de
holocelulose e correlação positiva com o teor de lignina total, teor de extrativos e com a
massa específica básica da madeira (Protásio et al., 2012).
De acordo com Santos (2010), a espessura de parede das fibras influencia
diretamente a densidade e indiretamente na conversão da madeira em carvão, pois, fibras
de parede celular espessas apresentam maior volume de biomassa para sustentar a
degradação térmica da madeira. Além da espessura, a densidade da madeira depende da
proporção. Neste sentido, a lignina é um dos componentes da madeira de fundamental
importância na produção do de carvão vegetal uma vez que o composto que mais contribui
para a formação do resíduo carbonífero, bem como pela formação do alcatrão insolúvel
(Oliveira et al., 1982).
A densidade básica pode variar de acordo com a posição na árvore, tanto no
sentido radial quanto no longitudinal. De maneira geral a densidade tende a decrescer da
base para o topo, sendo que em alguns casos tende a ser crescente a partir do nível do
DAP, podendo ainda, apresentar valores alternados com a tendência decrescente e
crescente (Barrichelo et al., 1983). Existem variações na densidade ao longo do fuste das
árvores. Sendo assim, a posição de amostragem no tronco, no sentido longitudinal e radial,
podem influenciar nas características e qualidade do carvão vegetal (Arantes et al., 2013).
Os efeitos da posição longitudinal no carvão vegetal foram avaliados por
Arantes et al. (2013) que determinaram a variabilidade existente nas características do
22
carvão vegetal do clone Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla aos 6 anos. A
amostragem consistiu na retirada de discos a 2%, 10%, 30% e 70% da altura comercial,
além de um a 1,30m do solo (DAP). Verificou-se diferenças significativas no rendimento
gravimétrico e no teor de cinzas. Os teores de materiais voláteis e carbono fixo não foram
influenciados pela variação longitudinal do fuste.
Buttini et al. (2013) testaram amostras de Eucalyptus benthamii com sete anos
em diferentes posições ao longo do tronco (0%, 50% e 100% da altura comercial).
Determinou-se o rendimento gravimétrico do carvão vegetal e análise imediata (teor de
materiais voláteis, cinzas e carbono fixo). O carvão apresentou diferenças significativas
apenas para o rendimento do carvão, onde o melhor rendimento foi a 100% da altura
comercial, seguido da região da base (0%) e menor rendimento na posição 50% do tronco.
Para os teores de materiais voláteis, carbono fixo e cinzas, além do poder calorífico
superior, não houve diferenças significativas entre as posições do tronco.
2.5 PROPRIEDADES DA BIOMASSA E DO CARVÃO VEGETAL
2.5.1 Densidade básica
Embora a madeira possa ter diversas destinações, cada uma exigindo
propriedades específicas, o carvão vegetal requer como característica fundamental a
densidade da madeira. A densidade é uma das mais importantes características para
identificar espécies produtoras de carvão de boa qualidade. Propriedade física esta obtida a
partir da relação entre massa absolutamente seca da madeira e o volume saturado, sendo
expressa em g cm-³ ou kg m
-³ (Santos, 2010).
A densidade básica é considerada um parâmetro de maior importância para a
determinação da qualidade da madeira, podendo variar entre espécies, entre árvores de
uma mesma espécie e dentro de uma mesma árvore em função, principalmente, do ciclo de
vida da árvore e das condições edafoclimáticas do povoamento (Vital et al., 1984).
Kollmann et al. (1975) relataram que, quanto mais velha é a árvore, maior é a
sua densidade. Segundo esses autores, tal fato se deve ao espessamento das paredes
celulares dos elementos estruturais e também de acordo com Raad (2004) é influenciada
pela quantidade de vasos e de parênquima, dimensão da fibra, da espécie e das condições
ambientais. De acordo com Brito (1993), quanto maior a densidade básica da madeira,
23
maior será a produção em massa em carvão vegetal, para um determinado volume de
madeira enfornada. Além disso, maior densidade da madeira resultará em maior densidade
de carvão vegetal resultando maior resistência mecânica deste.
O uso de madeiras de maiores densidades, para fins energéticos, apresenta as
vantagens como: menor área de estocagem e manuseio da madeira; maior rendimento
energético no transporte e maior rendimento das caldeiras para queima direta da madeira
(Pereira et al., 2000). De modo geral, recomenda-se o uso de madeiras com densidade
básica superior a 500 kg m-³, pois a partir da carbonização, geralmente, para as
temperaturas finais de processo normalmente utilizada (450˚C) tem-se uma perda de massa
de 60%, e sendo a densidade uma relação entre massa e volume, obtém-se uma madeira
com densidade de 500 kg m-3
, um carvão com densidade aparente de 200 kg mdc-1
(Carneiro et al., 2011).
Em estudo realizado por Brito (1987), os valores de densidade básica dos
colmos das espécies/variedades de bambu se mostraram superiores aos apresentados pela
madeira de eucalipto. Essa superioridade foi, na média, de 41,70% sendo que
especificamente os maiores valores foram encontrados para o B. vulgaris var. vittata e D.
giganteus.
2.5.2 Poder calorífico superior
O poder calorífico superior pode ser definido como a quantidade de calor
liberada na combustão completa de uma unidade de massa de carvão vegetal, expressa em
Kcal kg-1
para combustíveis sólidos e líquidos e Kcal m-3
para combustíveis gasosos, sendo
esta propriedade de grande importância, principalmente quando se pensa na utilização do
carvão vegetal como fonte de energia em substituição aos combustíveis derivados do
petróleo (CETEC, 1982).
Moreira (2012) e Varanda & Caraschi (2009), estudaram as propriedades
energéticas de Bambusa vulgaris e encontraram valores médios de poder calorífico
superior de 18244 Kj kg-1
e 19050 Kj kg-1
, respectivamente, para a biomassa. Esses
resultados corroboram com as informações apresentadas por Manhães (2008) que afirma
que o poder calorífico do bambu é igual ou superior às espécies comumente usadas para a
obtenção de carvão, como o Pinus sp e o Eucalyptus sp, e a sua alta capacidade de
renovação caracteriza esta planta como uma importante fonte renovável de energia.
24
Quanto maior o teor de umidade, menor é o poder calorífico, fato que se
explica tendo em vista que a madeira com maior teor de umidade necessitará de maior
quantidade de calor para evaporação de sua água (Oliveira et al., 1982).
Santos et al. (2011) avaliaram o poder calorífico em quatro materiais genéticos
híbridos de Eucalyptus, sendo três de E. urophylla x E. grandis e um E. camaldulensis x E.
grandis, todos com 10 anos de idade. O poder calorífico superior do carvão mostrou que o
efeito de material genético foi significativo com os valores observados variando entre
8.210 e 8.515 Kcal Kg-1
. Frederico (2009) encontrou valores para essa propriedade entre
8.129 e 8.389 Kcal Kg-1
, sob as mesmas condições de carbonização para diferentes
espécies de Eucalyptus.
2.5.3 Teor de cinzas, materiais voláteis e carbono fixo
O conteúdo de cinzas resultante do processo de carbonização é usualmente
pequeno, podendo incluir cálcio, potássio, magnésio e traços de outros. Esta composição
química das cinzas pode ser afetada principalmente pela disponibilidade de minerais no
solo, sendo que quanto maior a proporção de materiais minerais na madeira, maior será a
percentagem de cinzas no carvão, fato este pouco desejável, principalmente quando alguns
dos componentes são prejudiciais para fins siderúrgicos (Andrade, 1993).
O teor de cinzas, encontrado por Brito (1987) foi de 3,5% para a Bambusa
vulgaris, 5,1% para B. vulgaris var.vittata, 3% para B. tuldoides 5,0% para D. giganteus e
de 12,3% para Guada angustifólia, à uma temperatura final de carbonização de 550ºC. Os
valores de teor de cinzas para todas as espécies de bambu foram superiores ao obtidos pelo
mesmo autor para o carvão de Eucalyptus urophylla, de 0,5%. Segundo Barcellos (2002), o
baixo teor de cinzas é um importante referencial para quando se utiliza o carvão para a
produção de ligas metálicas.
Buttini et al. (2013) avaliaram o teor de cinzas em Eucalyptus benthamii em
três posições da altura do fuste (0%, 50% e 100%), encontrando valores muito próximos
(1,45; 1,45 e 1,39%, respectivamente), não detectando diferenças significativas entre as
diferentes posições do fuste. Assis et al. (2012) encontraram uma média de 0,90% no teor
de cinzas quando avaliaram híbridos clonas de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla,
De acordo com Carmo (1988), o teor de materiais voláteis é influenciado pela
temperatura de carbonização, taxa de aquecimento e composição química da madeira,
25
sendo a temperatura o principal parâmetro que regula os teores de materiais voláteis e
carbono fixo do carvão. Com o aumento da temperatura, a madeira passa a sofrer
transformações através da eliminação maciça de produtos voláteis, e uma crescente
concentração de material mais resistente à ação do calor (carbono fixo) no produto sólido
residual (Brito, 1992).
O aumento do teor de carbono fixo do carvão vegetal com o aumento da
temperatura final de carbonização é acompanhado pela redução concomitante do teor de
materiais voláteis, rendimento e perda de resistência do mesmo, em que a composição dos
gases gerados na carbonização depende sensivelmente da temperatura interna (Carneiro et.
al., 2013). Arantes et al. (2013), avaliaram o hibrido clonal Eucalyptus grandis x
Eucalyptus urophylla aos 6 anos de idade e encontraram a média de 26,99% para o teor de
materiais voláteis e 72,84% para o teor de carbono fixo.
Arruda et al. (2013) avaliando híbridos de Eucalyptus grandis x Eucalyptus
urophylla em diferente posições longitudinais (0%, 25%, 50%, 75% e 100%) não
encontraram diferenças significativas para o carbono fixo (média de 75%) e para o teor de
materiais volateis (21%). Costa (2004) encontrou para a espécie Bambusa vulgaris valor
médio de 29,33% de teor de materiais voláteis, e de 34,43% para o Eucalyptus saligna em
temperatura de tratamento de 400ºC.
2.5.4 Rendimento gravimétrico
O rendimento gravimétrico é uma importante característica quando se pretende
indicar um material potencial para a produção de carvão, pois este parâmetro envolve,
simultaneamente, características de produtividade e de qualidade relacionadas ao carvão
vegetal (Andrade, 1993). Costa (2004) comparou o rendimento gravimétrico de
Eucalyptus urophylla (29,6%) com Bambusa vulgaris (28,5%) e Bambusa tuldoides
(28,4%), verificando pouca variação na porcentagem de rendimentos entre as espécies.
Segundo Brito & Barrichelo (1980), o rendimento em carvão vegetal
apresenta-se entre 25 e 35% em média, com base na madeira seca. Botrel et al. (2007),
estudando a qualidade do carvão de nove clones de híbridos de Eucalyptus sp., com a
mesma idade e condições de processo, encontraram valores médios para o rendimento
gravimétrico equivalentes a 25,97%.
26
Kumar et al. (2010), em estudo das propriedades do carvão de bambu sob
diferentes temperaturas de carbonização, encontraram valor médio de rendimento
gravimétrico de 35,9% para D. brandissi, 34,8% para D. stockssi, 35% para D. strictus e
35,3% para B. bambos, na temperatura final de 400 °C. Para a temperatura final de 500 °C
os valores foram de 32,8% para D. brandissi, 31,8% para D. stockssi, 34,1% para D.
strictus e 32,1% para B. bambos.
Costa (2005) obteve rendimento em carvão de 32,54% para a espécie Bambusa
vulgaris, sob a temperatura máxima média de carbonização de 400ºC. À medida que a
temperatura, no trabalho desenvolvido, aumentou de 600ºC a 800ºC, foram encontrados
rendimentos inferiores em carvão de 25,3% e 23,02%, respectivamente.
Vale ressaltar que a lignina é um componente desejável na conversão da
madeira em carvão e seu teor é um parâmetro importante. Isso porque, espera-se que
quanto maior a proporção de lignina total, maior será a conversão em carvão vegetal em
função da maior resistência à degradação térmica, promovida pela presença de estruturas
mais condensadas (Santos et al., 2011).
2.6 REFERÊNCIAS
ABRAF. Anuário estatístico da ABRAF: ano base 2012 /ABRAF. – Brasília, 2013. 6 p.
ALENCAR, G. S. B. Estudo da qualidade da madeira para produção de polpa
celulósica relacionada à precocidade na seleção de um Híbrido Eucalyptus grandis x
Eucalyptus urophylla. 2002. 73 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais)–Escola
Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2002.
ANDRADE, A. M. Efeitos da fertilização mineral e da calagem na produção e na
qualidade da madeira e do carvão de eucalipto. 1993. 105 f. Tese. Universidade Federal
de Viçosa, Viçosa, 1993.
ANDRADE, A. M. Pirólise de resíduos do coco-da-bahia (Cocos nucifera limn) e análise do carvão vegetal. Revista Árvore, Viçosa, v. 28, n. 5, p. 707- 714, set/out. 2004.
ANDRADE, C. R. Espectroscopia no infravermelho próximo para predizer
propriedades da madeira e do carvão vegetal de plantio clonal de Eucalyptus sp. 2009. 121 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Madeira)–Universidade Federal de Lavras,
Lavras, 2009.
ANEEL. Biomassa - Atlas de Energia Elétrica do Brasil. 2012. 74 p. Disponível em: http://www.aneel.gov.br/arquivos/pdf/atlas_par2_ cap4.pdf. Acesso em: 22 jan. 2016.
27
ARANTES, M. D. C.; TRUGILHO, P. F.; SILVA, J. R. M.; ANDRADE, C. R.
Características do carvão de um clone de Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden x Eucalyptus Urophylla S. t. Blake. Cerne, Lavras, v. 19, n. 3, p. 423-431, 2013.
ARRUDA, T. P.; HEIN, P. R. G.; FONSECA, A. S.; CASTRO, J. P.; Propriedades da
madeira do híbrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla para uso energético no Mato Grosso. Revista de Ciências Agroambientais, Alta Floresta, v. 11, n. 2, p. 127-136,
2013.
ASSIS, M. R.; PROTÁSIO, T. P.; ASSIS, C. O.; TRUGILHO, P. F.; SANTANA, W. M. S. Qualidade e rendimento do carvão vegetal de um clone híbrido de Eucalyptus grandis x
Eucalyptus urophylla. Pesquisa Florestal Brasileira, Colombo, v. 32, n. 71, p. 291-302, 2012.
AZZINI, A.; SANTOS, R. L.; PETTINELLI JÚNIOR, A. Bambu: material alternativo
para construções rurais. Campinas, SP, Instituto Agronômico de Campinas, Boletim
Técnico, n. 171, p. 1-18, 1997.
BARCELLOS, D. C. Forno container para produção de carvão vegetal: desempenho,
perfil térmico e controle da poluição. 2002. 95 f. Tese. (Doutorado em Ciência Florestal)-Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2002.
BARRICHELO, L. E. G.; BRITO, J. O.; MIGLIORINI, A. J. Estudo da variação
longitudinal da densidade básica de Eucalyptus spp. In: CONGRESSO FLORESTAL BRASILEIRO, 4.,1983, São Paulo. Anais... São Paulo, 1983. p.19.
BOTREL, M. C. G.; TRUGILHO, P. F.; ROSADO, S. C. S.; SILVA, J. R. M.
Melhoramento genético das propriedades do carvão vegetal de Eucalyptus. Revista
Árvore, Viçosa, v. 31, n. 3, p. 391-398, 2007.
BOTREL, M. C. G.; TRUGILHO, P. F.; ROSADO, S. C. S. Seleção de clones de
Eucalyptus para biomassa Florestal e qualidade da Madeira. The Science Forum, Piracicaba, v. 38, n. 86, p. 237-245, 2010.
BRASIL. Lei n° 12.484 de 2011. Política Nacional de Incentivo ao Manejo Sustentado
e ao Cultivo do Bambu. 2011. 3 p.
BRITO, J. O.; BARRICHELO, L. E. G. Correlações entre características físicas e químicas da madeira e a produção de carvão vegetal: I., densidade da madeira x densidade do
carvão. IPEF, Piracicaba, n. 20, p. 101-113, 1980.
BRITO, J. O.; TOMAZELLO, F. M. ; SALGADO, A. L. B. Produção e caracterização do carvão vegetal de espécies e variedades de bambu. IPEF, Piracicaba, p. 13-17, 1987.
BRITO, J. O. Estudo das influências da temperatura, taxa de aquecimento e
densidade da madeira de Eucalyptus maculata e Eucalyptus citriodora sobre os resíduos
sólidos da pirólise. Tese. 88 f. (Doutorado em Ciências Florestais)–Escola Superior de
Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 1992.
28
BRITO, J. O. Reflexões sobre a qualidade do carvão vegetal para uso siderúrgico. IPEF,
Piracicaba. 6p. Circular técnica nº 181. 1993.
BUTTINI, L.; CAPELARI, I.P.; LIMA, E.A. Influência da posição do tronco nas características do carvão de Eucalyptus benthamii. Pesquisa Florestal Brasileira,
comunicado técnico 327. Colombo, 2013.
CARMO, J. S. Propriedades físicas e químicas do carvão vegetal destinado à
siderurgia e metalurgia. 1988. 36 f. Monografia. Universidade Federal de Viçosa,
Viçosa, 1988.
CARNEIRO, A. C. O. BARCELLOS, D. C.; SANTOS, R. C. Treinamento carvão
vegetal: apostila teórica e prática. Viçosa, 2011. 129 p.
CARNEIRO, A. C. O. Bioenergia e biorrefinaria - Cana-de-açúcar e espécies
florestais: Pirólise lenta da madeira para produção de carvão vegetal. 2013. 455 p.
CASTRO, A. F. N. M. Efeito da idade e de materiais genéticos de Eucalyptus sp. na
madeira e carvão de vegetal. 2011, 86 f. Dissertação (Mestrado em Ciência Florestal) –
Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2011.
CETEC - Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais. Belo Horizonte, 1982. 83 p.
CORTEZ, C. L.; VELÁZQUEZ, S. M. S. G., COELHO, S. T.; MOREIRA, J. R.; AMENDOLA, F. C. B.; GAVIOLI, F. Análise do processo produtivo do eucalipto no
sistema “short rotation” para o uso como combustível em uma usina termoelétrica. In, CONGRESSO INTERNACIONAL DE BIONERGIA, 4, 2009, Curitiba, Anais... São
Paulo: Centro Nacional de Referência em Biomassa, 2009. p. 7.
COSTA, T. M. S. Estudo da viabilidade técnica do emprego do bambu da espécie
Bambusa vulgaris Shard. como carvão vegetal. 2004. 74 f. Dissertação (Mestre em
ciências na área de Tecnologia Nuclear-Materiais)–Universidade de São Paulo, São Paulo, 2004.
COSTA, R. C; PRATES, C. P. O papel das fontes renováveis de energia no
desenvolvimento do setor energético e barreiras à sua penetração no mercado. BNDES
Setorial. Rio de Janeiro. v. 21, p. 5-30, mar. 2005.
COTTA, A. M. G. Qualidade do carvão vegetal para siderurgia. 1996. 44 f.
Monografia. Viçosa, Minas Gerais, Brasil. 1996.
COUTO, L. C; COUTO. L; WATZLAWICK, L. F; CÂMARA, D. Vias de valorização energética da biomassa. Biomassa e Energia, v.1, n.1, p. 71-92. 2004.
DANTAS, A. B. O uso do bambu na construção do desenvolvimento sustentável.
Maceió: Instituto do Bambu, 2005. 54 p.
29
DELGADO, P. S. O bambu como material eco-eficiente: caracterização e estudos
exploratórios de aplicações. 2011. Dissertação (Mestrado)-Universidade Estadual de Minas Gerais, 2011.
DIAS, M. O. S.; ENSINAS, A. V.; NEBRA, S. A.; FILHO, R. M.; ROSELL, C. E. V.;
MACIEL, M. R. W. Production of bioethanol and other bio-based materials from sugarcane bagasse: Integration to conventional bioethanol production process. Chemical
Engineering Research & Design, v. 87, p. 1206-1216, 2012.
DRANSFIELD, S. Bamboo taxonomy in the Indo-Malesian Region. Bamboo Research in
Asia. Singapore, p 121-130, mai. 1980.
EMBRAPA. Reflorestamento de propriedades rurais para fins produtivos e ambientais:
Um guia para ações municipais e ambientais. Brasília: Embrapa Informação
Tecnológica. Colombo, 2000. 351 p.
FERNANDES, G. F. S. Decisões silviculturais com base na densidade. 2013. 28f.
Monografia (Graduação em Engenharia Florestal) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2013.
FILGUEIRAS, T. S. Lista de espécies da flora do Brasil. Jardim Botânico do Rio de
Janeiro. 2012
FOELKEL, C. E. B.; BUSNARDO, C. A.; DIAS, C. SCHMIDT, C.; SILVA, R. M. R; VESZ, J. B. V. Variabilidade radial da madeira de Eucalyptus saligna. In: CONGRESSO
FLORESTAL BRASILEIRO, 4., 1983, São Paulo. Anais... São Paulo, 1983. p. 33.
FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS. Future
of teak and the high-grade tropical hardwood sector: planted forests and trees working
paper. Rome, 2009. 44 p.
FREDERICO, P. G. U. Efeito da região e da madeira de eucalipto nas propriedades do
carvão vegetal. 2009. 73 f. Dissertação (Mestrado em Ciência Florestal) – Universidade
Federal de Viçosa, Viçosa, 2009.
GHAVAMI, K.; MARINHO, A. B. Propriedades físicas e mecânicas do colmo inteiro do bambu da espécie Guadua angustifólia. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e
Ambiental. Campina Grande, v. 9, nº 1, p.107-114, 2005.
GOULART, M.; HASELEIN, C. R.; HOPPE, J. M.; FARIAS, J. A.; PAULESKI, D. T. Massa específica básica e massa seca de madeira de Eucalyptus grandis sob o efeito do
espaçamento de plantio e da posição axial no tronco. Ciência Florestal, Santa Maria, v.13, p.167-175, 2003.
GRECO, T. M.; CROMBERG, M.; RÍOS, H. C. Bambu– cultivo e manejo. Florianópolis.
Insular. 2011. 184 p.
30
GUARNETTI, R. L. Cogeração de eletricidade utilizando bambu no Brasil: aspectos
técnicos, econômicos, e ambientais. Dissertação. 82 f, (Mestrado em Agronomia) - Universidade de São Paulo, São Paulo, 2013.
LÓPEZ, H. Bamboo: The gift of the gods. Colombia: D’Vinni Ltda. 2003. 153 p.
HIGASHI, E. N.; SILVEIRA, R. L. V. A; GONÇALVES, A. N. Nutritional monitoring
and fertilization in clonal macro,mini, and microgardens. Forest nutrition and
fertilization. Piracicaba, v. 3, n. 33, p. 195-222, 2012.
IBÁ - Indústria brasileira de árvore 2015. Brasília, DF: IBÁ, 2015.100 p.
INBAR. International network for Bamboo and Rattan. Disponível em:
http//www.inbar.int. Acesso em: 12 julho. 2015.
KOLLMANN, F. F. P.; KUENZI, E.; STAM, A. J. Principles of wood science andtechnology. Springer-Verlag, Berlin, v. 2. 1975.
KUMAR, R. Effect of tree-age on calorific value and other fuel properties of Eucalyptus
hybrid. Journal of Forestry Research, Washington, v. 21, n. 4, p.514 – 516, 2010.
LI, X. Physical, chemical, and mechanical properties of bamboo and its utilization
potential for fiberboard nanufacturing. Lousiana State University and Agriculture and
Mechanical College. 2004. 142 p.
LIMA, E. G.; SILVA, D. A. Resíduos gerados em indústrias de móveis de madeira situadas no Pólo Moveleiro de Arapongas - PR. Revista Floresta. Curitiba: v. 35, n. 01,
2005.
LOBOVIKOV, M. World Bamboo Resources - A thematic study prepared in the frame work of the Global Forest Resources. Food and Agriculture Organization of the United
Nations. Rome. 2007.
LOPES, W. J. The culture of bamboo: The formation of a productive chain alternative for sustainable development. 2008. 92 f. Monograph (Degree in Economic Sciences) - Federal
University of Santa Catarina, Florianopolis, 2008.
LYBEER, B. Age-related anatomical aspects of some temperate and tropical bamboo
culms (Poaceae: Bambusoideae). 2006. 88 f. Tese (Gent: Universiteit Gent)–Faculteit
Wetenschappen. 2006.
MANHÃES, A. P. Caracterização da cadeia produtiva do bambu no Brasil:
abordagem preliminar. 2008. 39 f. Monografia (Graduação em Agronomia) – Universidade
Federal Rural do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro. 2008.
MELO, I. C. N. A; PROTÁSIO, T, P.; TRUGILHO, P. F.; CARNEIRO, A. C. O. Efeito de local e espaçamento na qualidade do carvão vegetal de um clone de Eucalyptus urophylla
S. T. Blake. Floresta e Ambiente. Seropédica, v. 19 n. 4, 2012.
31
MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE (MMA). 2015. Disponível em:
http://www.mma.gov.br/clima/energia/energias-renovaveis/biomassa. Acesso em: 11 jun. 2015.
MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA (MME). Balanço Energético Nacional 2014:
Ano base 2013 / Empresa de Pesquisa Energética. – Rio de Janeiro: EPE, 2014. 288p.
MONTIEL, M.; SANCHÉZ, E. Ultraestructura de bambúes del género Dendrocalamus (Poaceae: Bambusoideae) cultivados em Costa Rica III: Dendrocalamus giganteus.
Revista Biologia Tropical, v. 54, n. 2, dec. 2006.
MOREIRA, J. M. Potencial e participação das florestas na matriz energética. Brazilian
Journal of Forestry Research, Colombo, v. 31, n. 68. 2011.
MOREIRA, A. C. O. Caracterização de Bambusa vulgaris schard. ex j.c. wendl. var.
vulgaris, e dos resíduos de caldeira no processo de conversão térmica de energia. 2012. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais). Universidade de Brasília, Brasília, 2012.
MOURA, V. P. G. O germoplasma de Eucalyptus uroplylla S. T. BLAKE no Brasil.
Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia. Comunicado técnico 111. 2004. 12 p.
NEVES, T. A.; PROTÁSIO, T. P.; TRUGILHO, P. T. Qualidade da madeira de clones de
Eucalyptus em diferentes idades para a produção de bioenergia. Revista de Ciências
Agrárias, v. 56, n. 2, p. 139-148, 2013.
OLIVEIRA, J. B.; GOMES, P. A.; ALMEIDA, M. R. Estudos preliminares de
normatização de testes de controle de qualidade do carvão vegetal. In: PENEDO, W. R.. Carvão vegetal. Belo Horizonte, CETEC. 1982. p. 7-38
OLIVEIRA, T. F. C. S. Sustentabilidade e arquitetura: uma reflexão sobre o uso do
bambu na construção civil. 2006. 136 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Programa de Pós-Graduação em Dinâmicas do Espaço Habitado, Universidade Federal de
Alagoas, Maceió, 2006.
OLIVEIRA, T. K; MACEDO, L. G.; SANTOS, I. P. A.; HIGASHIKAWA, E. M.; VENTURN, N. Produtividade de Brachiaria brizantha (Hochst. Ex A. Rich.) Stapf cv.
Marandu sob diferentes arranjos estruturais de sistema agrossilvipastoril com eucalipto. Ciência e Agrotecnologia, v. 31, n. 3, p. 748-757, 2007.
OLIVEIRA, A. C.; CARNEIRO, A. C. O.; VITAL, B. R.; ALMEIDA, W.; PEREIRA, B.
L. C.; CARDOSO, M. T. Parâmetros de qualidade da madeira e do carvão vegetal de Eucalyptus pellita F. Muell. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 38, n. 87, p. 431-439, set.
2010.
OSTAPIV, F. Análise e melhoria do processo produtivo de tábuas de bambu
(Phyllostachys pubences) com foco em pisos. 2007. 116 f. Dissertação (Mestrado em
Engenharia Mecânica e de Materiais)-Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2007.
32
PALUDZYSYN FILHO. Melhoramento do eucalipto para a produção de energia. Revista
Opiniões, Ribeirão Preto, jun-ago, 2008.
PENTEADO, J. J. Manejo integrado da Vespa-da-madeira (Sirex noctilio) em
povoamentos de pinus. Relatório de avaliação dos impactos das tecnologias geradas
pela EMBRAPA, Colombo, 2013.
PEREIRA, J. C. D.; STURION, J. A.; HIGA, A. R.; HIGA, R. C. V.; SHIMIZU, J.Y.
Características da madeira de algumas espécies de eucalipto plantadas no Brasil. Colombo: Embrapa Florestas. 113p. (Embrapa Florestas. Documentos, 38), 2000.
PEREIRA, M. A. R.; BERALDO, A.L. Bambu de corpo de alma. Bauru, SP: Editora
Canal 6, 2008. 239 p.
PINHEIRO, P. C. C.; FIGUEIREDO, F. J.; SEYE, O. Influência da temperatura e da taxa de aquecimento da carbonização nas propriedades do carvão de Eucalyptus. Biomassa e
Energia, v. 2, n. 2, p. 159-168, 2005.
PNMCB - Política Nacional do Incentivo ao Manejo Sustentado e ao Cultivo do
Bambu- Lei nº 12.484, de 8 de Setembro de 2011.
PRESZNHUK, R.A.O. Estudo da viabilidade do filtro de carvão de bambu como pós-
tratamento em estação de tratamento de esgoto por zona de raízes: tecnologia ambiental e socialmente adequada. 2004. 110p. Dissertação (Mestrado em Tecnologia) -
Centro Federal de Educação e Tecnologia do Paraná, Curitiba, 2004.
PROTÁSIO, T. P.; TRUGILHO, P. F.; NEVES, T. A.; VIEIRA, C. M. M. Análise de correlação canônica entre características da madeira e do carvão vegetal de Eucalyptus.
Scientia Forestalis. Piracicaba, v. 40, n. 95, p. 317-326, 2012.
RAAD, T. J. Simulação do processo de secagem e carbonização do Eucalyptus spp. 2004. 114 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica). Universidade Federal de Minas
Gerais, Belo Horizonte, 2004.
REMADE. Plantações energéticas de bambu. Revista da Madeira, Colniza. v. 121. Novembro, 2009.
RIBEIRO, A. S. Carvão de bambu como fonte energética e outras aplicações. Maceió:
Instituto do Bambu, 2005. 190 p.
ROQUE, R. M.; LEDZEMA, V. A. Efecto del espaciamento em platación sobre dos propiedades físicas de madera de teca a lo largo del fuste. Madera y Bosques, Xapala, v.
9, n. 2, p 17-25, 2003.
SANTOS, R. C. Parâmetros de qualidade da madeira e do carvão vegetal de clones de
eucalipto. 2010. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia da Madeira) - Universidade
Federal de Lavras, Lavras, 2010.
33
SANTOS, R. C.; CARNEIRO, A. C. O.; CASTRO, A. F. M.; CASTRO, R. V. O.;
BIANCHE, J. J.; SOUZA, M. M.; CARDOSO, M. T. Correlações entre os parâmetros de qualidade da madeira e do carvão vegetal de clones de eucalipto. Scientia Forestalis,
Piracicaba, v. 39, n. 90, p. 221-230, 2011.
SCURLOCK, J. M. O.; DAYTON, D. C.; HAMES, B. Bamboo: an overlooked biomass resource?. National Renewable Energy Laboratory. May, 2000. 34 p.
SERVIÇO FLORESTAL BRASILEIRO. Avaliação dos recursos florestais do Brasil 2010:
subsídio para o Global Forest Resources Assessment – FRA 2010. Country Report
Brazil, Brasília, 2009.
SILVA, R. M. C. O bambu no Brasil e no mundo. 2010, 45 p.
SILVA, D. A. ; MÜLLE, B. V.; KUIASKI, E. C.; ELOY, E.; BEHLING, A.; COLAÇO,
C. M. Propriedades da madeira de Eucalyptus benthamii para produção de energia. Pesquisa Florestal Brasileira, Colombo, v. 35, n. 84, p. 481-485, out./dez. 2015.
SHIRASUNA, R.T. Bambus nativos (Poaceae – Bambusoideae) no Parque Estadual
das Fontes do Ipiranga, São Paulo, Brasil. 2012. Dissertação (Mestrado) – Instituto de Botânica da Secretaria do Estado do Meio Ambiente. São Paulo, 2012.
TEIXEIRA, A. A. Painéis de bambu para habitações econômicas: avaliação do
desempenho de painéis revestidos com argamassa. 2006. 177 f. Dissertação (Mestrado) Universidade de Brasília, Brasília, 2006.
TOMAZELLO FILHO, M.; AZZINI, A. Estrutura anatômica, dimensões das fibras e
densidade básica de colmos de Bambusa Vulgaris Schrad. IPEF, n. 36, p. 43-50, ago. 1987.
TRUONG, A. H.; LE, T. M. A. Overview of bamboo biomass for energy production.
2014. 25p.
VALE, A. T; GENTIL, L. V. Produção e uso energético de biomassa e resíduos agroflorestais. In: OLIVEIRA, J. T. da S.; FIEDLER, N. C.; NOGUEIRA, M. (Ed).
Tecnologias aplicadas ao setor madeireiro III. Jerônimo Monteiro: Suprema, 2008. 42 p.
VALENTE, A.F. Carbonização de madeira de eucalipto. Informe Agropecuário 141, São Paulo, p. 74-79. 1986.
VARANDA, L. D; CARASCHI, J. C. Caracterização energética de seis diferentes
espécies de bambu. Universidade Estadual Paulista, UNESP. São Paulo. 2009.
VIEIRA, R. S.; LIMA, J. T.; MONTEIRO, T. C. Influência da temperatura no rendimento dos produtos da carbonização de Eucalyptus microcorys. Cerne, Lavras, v. 19 n. 1, p. 59-
64, 2013.
VITAL, B. R. Variações radiais na densidade da madeira. In: PEREIRA, A. R.; DELLA, L. R. M.; ANDRADE, D. C. Efeito da idade da árvore na densidade da madeira de
34
Eucalyptus grandis cultivada na região do cerrado de Minas Gerais. Brasília: IBDF,
1984, cap.3, p. 41-52.
35
3. CARACTERÍSTICAS ENERGÉTICAS DA MADEIRA E DO CARVÃO
VEGETAL DE DOIS HÍBRIDOS CLONAIS DE Eucalyptus grandis x Eucalyptus
urophylla
Resumo
Os objetivos desse trabalho foram avaliar as características da madeira e do carvão vegetal de dois clones de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla e verificar o efeito da posição
longitudinal de amostragem no tronco. Árvores dos clones I144 e GG100, com sete anos de idade, foram cortadas e retirados os discos de madeira em diferentes posições
longitudinais (0, 3, 6, 9, 12 e 15 m). A madeira dos clones foi caracterizada (densidade básica, análise imediata, poder calorífico superior e densidade energética) e produzido
carvão vegetal com taxa de aquecimento de aproximadamente 1,67ºC.min-1
, temperatura final de 450ºC, permanecendo estabilizado na temperatura final por um período de 30
minutos para posterior caracterização (densidade básica, análise imediata, poder calorífico, densidade energética e rendimento gravimétrico). As variáveis densidade básica e
energética da madeira e do carvão vegetal tiveram efeito de clone, sendo maiores no GG100 em relação ao I144. As características energéticas da madeira e do carvão vegeta l
foram influenciadas pela posição longitudinal no tronco das árvores, exceto para a densidade básica e para o rendimento gravimétrico. Correlações positivas e negativas
foram detectadas para as variáveis energéticas na madeira e no carvão vegetal.
Palavras-chave: GG100, I144, posição longitudinal
ABSTRACT
WOOD AND CHARCOAL ENERGY CHARACTERISTICS OF TWO HYBRID
Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla CLONES
This study had as objectives to analyse the characteristics from wood and charcoal in two Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla hybrids and to verify the influence of
longitudinal position along stem. Trees from GG100 and I144 clones at seven years were felled and wood disks were removed in different longitudinal positions (0, 3, 6, 9, 12 and
15 m). Wood was characterized (basic density, higher heating value and energy density) and charcoal was produced at a heating rate of 1,67ºC/min. and at a final temperature of
450ºC, remaining stable at final temperature for 30 minutes for further characterization (gravimetric yield, apparent relative density, energy density, higher heating value). The
variables basic density and energy density from wood and charcoal suffered clone effects,
36
being higher in GG100 when compared to I144. Wood and charcoal energy characteristics
were influenced by longitudinal position along tree’s stem, except for basic density and gravimetric yield. Positive and negative correlations were detected for energy variables.
Key-words: GG100, I144, longitudinal position
3.1 INTRODUÇÃO
Dentre as possibilidades de utilização da madeira como combustível sólido,
destaca-se o carvão vegetal formado a partir do processo de carbonização ou pirólise lenta
da madeira que consiste no seu aquecimento, a temperaturas superiores a 350°C e
inferiores a 500°C, na presença controlada de oxigênio, promovendo modificações dos
seus componentes químicos e com objetivo de aumentar o teor de carbono na massa
resultante do processo (Carneiro et al., 2011). O Brasil é responsável por mais de 40% da
produção mundial industrial de carvão vegetal, produzindo 5,3 milhões de toneladas em
2014, com 81% de participação de madeira oriunda de árvores plantadas, principalmente
de eucalipto (IBÁ, 2015).
Os plantios de eucalipto ocupam 5,6 milhões de hectares da área de árvores
plantada no país (IBÁ, 2015). Esta significativa área com plantações demonstra a
importância das florestas plantadas de eucalipto para suprir a demanda das indústrias
nacionais e internacionais por produtos madeireiros, incluindo o carvão vegetal. As
espécies do gênero Eucalyptus spp. são as principais espécies para o fornecimento de
biomassa para geração de energia (Cortez et al., 2009), com destaque para os clones I144
(E. grandisx E. urophylla), GG 100 (E. grandisx E. urophylla), AEC 1528 (E. grandis x E.
urophylla), AEC 224 (E. urophylla) e AEC 042 (E. urophylla) (ABRAF, 2013), que
apresentam altas produtividades e características da madeira adequadas para a produção de
carvão vegetal.
As características do carvão vegetal são dependentes, entre outros fatores, da
qualidade da madeira, determinada principalmente por suas propriedades como densidade
básica, umidade e composição química utilizada para a sua produção (Oliveira et al.,
2010; Melo et al., 2012) e da posição de amostragem no tronco das árvores, no sentido
longitudinal e radial (Arantes et al., 2013; Buttini et al., 2013).
Madeiras que são destinadas à produção de energia devem apresentar elevados
valores de densidade básica, baixo teor de minerais e altos teores de lignina, além de fibras
37
com parede celular mais espessa e de menor largura, garantindo assim alta qualidade e
elevado rendimento dos carvões produzidos (Trugilho et al., 1997; Trugilho, 2009; Neves
et al., 2011). Os efeitos do material genético e da posição de amostragem no tronco de
clones de eucaliptos nas características da madeira e do carvão vegetal foram observados
por diversos autores como Trugilho et al. (2005), Silva et al. (2005), Santos et al. (2011),
Arantes et al. (2013), Arruda et al. (2013) e Buttini et al. (2013).
Os objetivos deste trabalho foram avaliar e comparar as características da
madeira e do carvão vegetal de dois híbridos clonais de Eucalyptus grandis x Eucalyptus
urophylla, verificar o efeito da posição longitudinal de amostragem no tronco das árvores
no carvão vegetal e as correlações entre a madeira e carvão vegetal.
3.2 MATERIAL E MÉTODOS
3.2.1. Seleção das árvores, corte e preparo de amostras
Para a avaliação das características da madeira e do carvão vegetal do eucalipto
foram selecionadas, de forma aleatória, dez árvores com sete anos de idade dos clones
GG100 e I144 (Eucalytus grandis x Eucalyptus urophylla), popularmente conhecido como
E. urograndis, sendo cinco árvores de cada clone. O plantio florestal está localizado no
município de Nerópolis, região central do Estado de Goiás (Figura 3.1), altitude de 832 m
e coordenadas geográficas de (16° 24’ 21” S e 49° 13’ 08”), que se caracteriza por clima
tropical, classificado como Aw segundo Köppen & Geiger (1928) , com temperatura média
de 23°C e pluviosidade média anual de 1432 mm.
A amostragem consistiu na retirada de dois discos de madeira, de cinco cm de
espessura cada, por posição longitudinal (0, 3, 6, 9, 12 e 15 m da altura comercial), (Figura
3.2) sendo um disco utilizado para a caracterização da madeira e outro para a produção e
caracterização do carvão vegetal.
Para a caracterização da madeira, os discos coletados em diferentes posições
longitudinais foram segmentados em cunhas e utilizadas (i) duas opostas para a
determinação da densidade básica e (ii) duas opostas transformadas em serragem
utilizando-se um moinho de facas do tipo Willey e submetidas a uma separação mecânica
no agitador orbital de peneiras com batidas intermitentes, para a seleção da fração retida na
peneira com malha de 60 mesh.
38
1
Figura 3.1. Localização do município de Nerópolis, região central do estado de Goiás.
Para a produção e caracterização do carvão vegetal, foram utilizados os discos
remanescentes coletados em diferentes posições longitudinais do tronco das árvores sendo,
da mesma forma, segmentados em cunhas, previamente secos em estufa a 103°C e
carbonizadas em forno mufla da marca Linn Elektro Therm, com dimensões de 60 x 60 x
70 cm e equipado com um sistema de controle de temperatura e tempo, com taxa de
aquecimento de aproximadamente 1,67ºC.min-1
e temperatura final de 450ºC
permanecendo estabilizado na temperatura final por um período de trinta minutos (Soares,
2011; Assis et al., 2012; Arantes et al., 2013).
Após a carbonização do material, foi determinado o rendimento gravimétrico
em carvão que pode ser definido como sendo o rendimento em carvão ao final do processo
de carbonização considerando a matéria prima como referência para o cálculo, sendo
utilizada a equação 1:
G [( C)
S]*100
em que:
RG = Rendimento Gravimétrico em %; PBS = Peso seco (Kg);
PC = Peso em carvão (Kg).
39
Figura 3.2. Discos de madeira coletados em diferentes posições longitudinais (0, 3, 6, 9,
12 e 15m).
3.2.2. Caracterização da madeira e do carvão vegetal
As análises descritas a seguir foram realizadas tanto na madeira como no
carvão vegetal. Os procedimentos para a análise imediata baseou-se na norma ABNT
NBR 8112 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT, 1983)
determinando-se o teor de materiais voláteis, cinzas e carbono fixo.
Para a determinação do teor de materiais voláteis, foram adotados os seguintes
passos: (i) foi recolhido o material retido na peneira de 60 mesh (ii) o material foi seco em
estufa por duas horas; (iii) pesado 1,0 g do material seco; (iv) o material foi inserido em
cadinho de porcelana com tampa, previamente seco e tarado; (v) o forno mufla foi
aquecido previamente com uma rampa e um patamar a 950 ±10°C e colocado o cadinho
com o material, tampado sobre a porta da mufla aquecida durante três minutos (Figura
3.3); (vi) o cadinho foi inserido no interior da mufla com a porta fechada, deixando-o por
10 minutos; (vii) a amostra foi retirada da mufla e pesada. O teor de material volátil foi
calculado de acordo com a equação 2:
40
V inicial- final
amostra*100
em que:
MV: Teor de materiais voláteis do carvão vegetal (%); M inicial: Massa inicial do cadinho + amostra (g);
M final: Massa final do cadinho + amostra (g); M amostra: amostra inicial (g).
Figura 3.3. Processo de análise química: Amostras inseridas na mufla (A); Pesagem final
do material (B).
Para a determinação do teor de cinzas foram adotados os seguintes passos: (i)
pesado 1,0 g de material retido na peneira de 60 mesh; (ii) o material foi seco em estufa
por duas horas; (iii) a amostra foi inserida em um cadinho de porcelana sem a tampa,
previamente seco e tarado; (iv) o forno mufla foi aquecido previamente com uma rampa e
um patamar a 600±10°C e colocado o cadinho com a mostra dentro da mufla de porta
fechada e mantido por um período de cinco horas até a completa calcinação; (v) a amostra
foi retirada da mufla e pesada. Utilizou-se a equação 3 para este cálculo:
C final- cadinho
amostra*100
em que:
CZ: Teor de cinzas no carvão, em %; M final: Massa final do cadinho + amostra (g);
M cadinho: Massa do cadinho (g); M amostra: amostra inicial (g).
B A
2
3
41
O teor de carbono fixo é uma medida indireta e foi calculado através da
equação 4:
CF 100-(C + V)
em que:
CF = Teor de Carbono Fixo em %;
CZ = Teor de Cinzas em %; MV = Teor de Materiais Voláteis em %.
O poder calorífico superior foi determinado por meio de uma bomba
calorimétrica marca IKA WORKS, modelo C-200, conforme a Norma ABNT NBR 8633
(ABNT, 1984). A densidade energética é uma medida calculada através dos valores do
poder calorifico e da densidade básica da madeira, conforme demonstrado na equação 5:
DE CS*D
em que:
DE = Densidade energética expressa em Mj m-3
;
(fator de conversão de Kj para Mj); PCS = Poder calorífico superior expresso em Kj kg
-3;
DB = Densidade aparente expressa em Gcal m-3
.
3.2.3 Análise estatística dos dados
Na análise estatística dos resultados foi utilizado o delineamento inteiramente
casualizado e aplicado o programa JMP (SAS INSTITUTE, 1997), sendo aferidos os
“outliers”, distribuição dos dados e heterogeneidade da variância. Para os resultados
utilizou-se a análise de variância (ANOVA) verificando o efeito do clone e da posição
longitudinal a 5% de probabilidade. Determinou-se a associação entre as características da
madeira e do carvão vegetal através das correlações de Pearson.
3.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.3.1 Características da madeira e do carvão vegetal: efeito dos clones
4
5
42
Os resultados médios das características da madeira e do carvão vegetal dos
clones de E. urograndis são apresentados na Tabelas 3.1.
Tabela 3.1 Características da madeira e do carvão dos clones de eucalipto
Material Clone DB (g.cm-3)
PCS (kcal.kg-1)
DE (Gcal.m-3)
TC (%)
TCZ (%)
TMV (%)
RG (%)
Madeira GG100 0,50 a (0,01) 4727,10 a (155,35) 2,37 a (0,10) 16,62 a (1,13) 0,20 a (0,05) 83,19 a (1,09) -
I144 0,44 b (0,01) 4733,60 a (115,94) 2,09 b (0,10) 16,69 a (0,85) 0,13 a (0,04) 83,18 a (0,87) -
Carvão
Vegetal
GG100 0,37 a (0,02) 6730,50 a (176,77) 2,48 a (0,07) 69,49 a (2,34) 1,00 a (0,27) 29,50 a (2,10) 30,99 a (4,70)
I144 0,33 b (0,01) 6891,10 a (197,31) 2,27 b (0,09) 72,43 a (4,02) 0,62 a (0,18) 26,95 a (4,10) 30,12 a (2,90)
DB=Densidade básica; PCS=Poder calorífico superior; DE=Densidade energética; TC=Teor de carbono fixo; TCZ=Teor de cinzas; TMV=Teor de materiais voláteis;RG=Rendimento Gravimétrico. Médias seguidas de desvio padrão. Médias seguidas da mesma letra, na coluna, não diferem entre si a 5% de significância pelo Teste F.
A densidade básica da madeira e do carvão vegetal apresentou diferença
significativa entre os clones, com valores superiores observados no GG100. Os valores
médios obtidos tanto para a madeira (0,44-0,50 g.cm-3
) como para o carvão vegetal (0,33-
0,37 g.cm-3
) estão de acordo com os mencionados na literatura por Botrel et al. (2007),
Santos et al. (2011), Neves et al. (2011) e Carneiro et al. (2014). A densidade básica da
madeira está diretamente relacionada com a produção de energia, ou seja, quanto maior a
densidade, maior a quantidade de energia estocada por metro cúbico (Kumar et al., 2011).
Portanto, essa característica é muito importante para a escolha de espécies para queima
direta da madeira, uma vez que densidade da madeira mais elevada resulta em maiores
densidades e resistência do carvão.
O poder calorífico superior obtido para a madeira (4727,10 kcal.kg-1
) e no
carvão vegetal (6730,50 kcal.kg-1
) do GG100 foi estatisticamente igual aos observados
para a madeira (4733,60 kcal.kg-1
) e para o carvão vegetal (6891,10 kcal.kg-1
) do I144. O
incremento do poder calorífico superior da madeira para o carvão vegetal foi na ordem de
40%. Neves et al. (2011) e Carneiro et al. (2014) relatam que o poder calorífico da madeira
e do carvão vegetal de eucalipto encontram-se próximos de 4600 e 7000 Kcal.kg-1
,
respectivamente, corroborando os resultados obtidos neste trabalho, sendo o parâmetro
para expressar a capacidade de geração de energia em substituição aos combustíveis
derivados do petróleo.
Para a densidade energética da madeira e do carvão vegetal foi verificado
efeito significativo do clone, com maiores valores observados para o GG100 (2,37 e 2,48
Gcal.m-3
, respectivamente) em comparação ao I144 (2,09 e 2,27 Gcal.m-3
,
43
respectivamente). Protásio et al. (2013 e 2014), em trabalhos com clones de Eucalyptus,
observaram resultados similares aos obtidos neste estudo, tanto para a madeira como para
o carvão vegetal. A densidade energética é um importante parâmetro para combustíveis
sólidos, pois, avalia a quantidade de energia armazenada em um determinado volume de
material. No caso do carvão vegetal, os valores de densidade energética são superiores aos
da biomassa em função do aumento do poder calorífico no material pirolisado, apesar da
redução da densidade nos carvões. A baixa densidade energética da biomassa em relação
ao petróleo e o carvão mineral, implica em altos custo de transporte e armazenamento
(Couto et al. 2004) e nesse sentido, a pirólise é fundamental para o aumento do uso da
biomassa como fonte energética.
A densidade básica e a densidade energética na madeira do clone I144 foram
inferiores estatisticamente ao clone GG100, indicando a necessidade do melhoramento
genético deste clone de eucalipto para o uso bioenergético da madeira, conforme apontado
por Protásio et al. (2014).
A análise de variância para os teores de carbono fixo, cinzas e materiais
voláteis na madeira indicou não haver diferença significativa entre os clones GG100
(16,62; 0,20 e 83,19%) e I144 (16,69; 0,13 e 83,18%). Os valores obtidos neste estudo
estão de acordo com os observados em diferentes clones de Eucalyptus sp. por Santos et al.
(2011), Protásio et al. (2013), Arantes et al. (2013) e Soares et al. (2011).
A análise imediata do carvão vegetal indicou, da mesma forma, efeito não
significativo do clone, apesar de terem sido observados maiores valores de carbono fixo
(72,43%) e menores valores de cinzas (0,62%) e materiais voláteis (26,95%) no clone I144
em relação ao GG 100 (69,49; 1,00 e 29,50%, respectivamente). O efeito não significativo
dos clones observados para os parâmetros da análise imediata, tanto para a madeira quanto
para o carvão vegetal, indicam que estes teores são influenciados pela temperatura e pela
taxa de aquecimento do processo de carbonização, conforme indicado na literatura por
Botrel et al. (2007) e Arantes et al. (2013). Cabe ressaltar a necessidade da determinação
dos teores de lignina, holocelulose e extrativos na madeira dos clones estudados visando
explicar melhor o comportamento dos teores de carbono fixo, materiais voláteis e cinzas.
Trugilho et al. (2001), Arantes et al. (2013) e Arruda (2013) encontraram
valores médios semelhantes no carbono fixo (73 a 77%) e materiais voláteis (18 a 24%)
avaliando o carvão de clones de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla. Soares (2011)
44
e Santos et al. (2011) encontraram baixos teores de cinzas (0,33 a 1,53%) quando
avaliaram diferentes clones e espécies de Eucalyptus sp.
Combustíveis com alto índice de carbono fixo apresentam queima mais lenta,
implicando maior tempo de residência nos aparelhos de queima (Oliveira et al., 2010) e é
um dos mais importantes indicadores de qualidade do carvão vegetal como termorredutor
na siderurgia, contribuindo para o aumento na produtividade dos altos-fornos (Carneiro et
al., 2014). Por outro lado, elevados teores de cinzas podem causar danos nas estruturas dos
fornos e comprometer a qualidade do ferro-gusa, com consequente formação de trincas e
fissuras (Neves et al., 2011; Carneiro et al., 2014).
O rendimento gravimétrico do carvão vegetal não apresentou diferença
significativa entre os clones GG100 (31%) e I144 (30%). Conforme mencionado
anteriormente, além da taxa de aquecimento e da temperatura final de carbonização, o
rendimento gravimétrico e as demais características energéticas são influenciadas pela
composição química da biomassa sendo recomendável determiná-las para uma melhor
explicação do comportamento dos clones. Assis et al. (2012) encontraram uma média de
rendimento de 31,6% avaliando o carvão vegetal de clone de Eucalyptus grandis x
Eucalyptus urophylla. Segundo Neves et al. (2011) considerando-se os aspectos
produtivos, geralmente, é desejável obter elevado rendimento gravimétrico em carvão
vegetal, devido ao maior aproveitamento da madeira nos fornos de carbonização e,
consequentemente, maior produção de energia.
3.3.2 Características da madeira e do carvão vegetal: efeito da posição longitudinal
Os resultados médios da variação longitudinal das características da madeira e
do carvão vegetal dos clones de E. urograndis são apresentados nas Figuras 3.4 e 3.5. A
partir destes resultados foi possível definir alguns modelos de variação longitudinal
similares para as características da madeira e do carvão vegetal nos dois clones estudados.
A densidade básica não apresentou diferenças significativas para as posições
longitudinais, tendo sido verificado um modelo de variação comum para os dois clones,
com valores similares da base (0,49-0,44 g cm-3
para a madeira; 0,36 - 0,35 g cm-3
para o
carvão vegetal), até a extremidade do tronco (0,51 - 0,45 g cm-3
para a madeira e 0,40-
0,36 g cm-3
, para o carvão vegetal). Dados semelhantes foram observados em diversos
45
estudos com clones de Eucalyptus sp. como os de Roque & Ledezma, (2003), Arruda et al.
(2013) e Buttini et al. (2013).
Para o poder calorífico superior foi observado efeito significativo da posição
longitudinal na madeira e no carvão vegetal do GG100 e I144 (Figura 3.4 C-D), com um
modelo de variação comum para os dois clones, caracterizados por valores de (4.732-4.737
kcal kg-1
) na base, seguido de redução para (4.552-4675 kcal kg-1
) na porção intermediária
do tronco e aumento em direção ao topo (4.974-4819 kcal kg-1
), tendência também
observada por Quinhones (2011) para a madeira de clones de eucalipto.
Conforme apontado por Cunha et al. (1989) o poder calorífico é influenciado
pela constituição química da madeira, principalmente pelos teores de lignina e de
extrativos, tendo sido observado por Silva et al. (2005) e Sette Jr et al. (2014) uma
tendência de crescimento destes teores na madeira em relação a posição ao longo do tronco
de Eucalyptus sp. no sentido base–topo, fator que pode justificar o efeito significativo da
posição longitudinal e o comportamento observados neste estudo mas que no entanto, não
foram avaliados.
A densidade energética da madeira e do carvão apresentou diferença
significativa entre as posições longitudinais em ambos os clones (GG100 e I144). O efeito
da posição longitudinal na densidade energética observada neste estudo está relacionado ao
efeito significativo observado para o poder calorífico tanto para a madeira quanto para o
carvão vegetal, uma vez que não foram detectadas significância para a densidade básica
(Figura 3.4 A-B). Este comportamento é o mesmo observado por Quinhones (2011) para a
madeira de clones de eucalipto com sete anos e o oposto do verificado por Silva et. al
(2015) para a madeira de Eucalyptus benthamii com cinco anos e que também não
verificaram efeito da posição longitudinal no poder calorífico, explicando a diferença do
resultado obtido neste estudo.
46
Figura 3.4 Variação da densidade básica (A-B), poder calorífico (C-D) e densidade energética (E-F) nas diferentes posições longitudinais dos clones GG100 e
I144. NS
Não significativo;** significativo a 5% de probabilidade.
0,3
0,4
0,5
0,6
0 3 6 9 12 15
Den
sid
ad
e b
ásic
a d
o c
arv
ão
(g.c
m-3
)
Posição longitudinal (metros)
NS
6200,0
6400,0
6600,0
6800,0
7000,0
7200,0
7400,0
7600,0
0 3 6 9 12 15
Po
der
calo
rífi
co
do
carv
ão
(K
cal.
kg
-1)
Posição longitudinal (metros)
**
0,3
0,4
0,5
0,6
0 3 6 9 12 15
Den
sid
ad
e b
ásic
a d
a m
ad
eir
a (
g.c
m-3
)
Posição longitudinal (metros)
GG100
I144
NS
4400,0
4600,0
4800,0
5000,0
5200,0
0 3 6 9 12 15
Po
der
calo
rífi
co
da m
ad
eir
a (
Kcal.
kg
-1)
Posição longitudinal (metros)
**
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
0 3 6 9 12 15
Den
sid
ad
e e
nerg
éti
ca d
a m
ad
eir
a (
g.c
m-3
)
Posição longitudinal (m)
**
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
0 3 6 9 12 15
Den
sid
ad
e e
nerg
éti
ca
do
carv
ão
(g.c
m-3
)
Posição longitudinal (m)
**
A
D C
B
E F
47
Figura 3.5 Variação do rendimento gravimétrico (A), teores de carbono (B-C), voláteis (D-E) e cinzas (F-G) nas diferentes posições longitudinais dos clone GG100
e I144. NS
Não significativo; * significativo a 5% de probabilidade.
O rendimento gravimétrico não foi afetado pela posição de amostragem do
tronco nas árvores de eucalipto, tendo sido encontrados modelos de variação longitudinais
diferentes para os clones, (i) GG100: redução dos valores de 31-32% da base (0-3 m) para
29% no topo (15m da altura) e (ii) I144: aumento dos valores de 28,6-29% das posições 0-
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
0 3 6 9 12 15
Teor
de
cinz
as d
o ca
rvão
(%
)
Posição longitudinal (m)
*
60,0
65,0
70,0
75,0
80,0
85,0
0 3 6 9 12 15
Teor
de
carb
ono
do c
arvã
o (%
)
Posição longitudinal (m)
*
18,0
20,0
22,0
24,0
26,0
28,0
30,0
32,0
34,0
36,0
0 3 6 9 12 15
Teor
de
volá
teis
do
carv
ão (
%)
Posição longitudinal (m)
*
28,0
29,0
30,0
31,0
32,0
33,0
0 3 6 9 12 15
Ren
dim
ento
em
car
vão
(%)
Posição longitudinal (m)
GG100 I144
NS
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
0 3 6 9 12 15
Teor
de
cinz
as d
a m
adei
ra (
%)
Posição longitudinal (m)
*
14,0
15,0
16,0
17,0
18,0
19,0
20,0
0 3 6 9 12 15
Teor
de
carb
ono
da m
adei
ra (
%)
Posição longitudinal (m)
*
81,0
81,5
82,0
82,5
83,0
83,5
84,0
84,5
85,0
0 3 6 9 12 15
Teor
de
volá
teis
da
mad
eira
(%
)
Posição longitudinal (m)
*
A
C B
F
E
G
D
48
3 metros para 31% na posição 15 m. Vieira et al. (2013) também verificou em seus
trabalhos com Eucalyptus sp. que não existe diferença entre os rendimentos gravimétricos
em carvão quando avaliadas diferentes posições longitudinais.
O efeito das posições longitudinais foi significativo para as três variáveis da
análise imediata (teor de cinzas, teor de matérias voláteis e teor de carbono fixo), para a
madeira e para o carvão vegetal, em ambos os clones sem, no entanto, terem sido
observados modelos de variação longitudinais para a madeira e para o carvão vegetal nos
dois clones estudados, exceto para o carbono fixo no carvão vegetal (Figura 3.5 E).
Arantes et al. (2013) também verificaram diferenças no teor de carbono fixo e teor de
cinzas em seu estudo que avaliou quatro diferentes posições longitudinais (2%,10%, 30% e
70% da altura comercial) no fuste de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla.
3.3.3 Correlação entre as propriedades da madeira e do carvão vegetal
As correlações entre as propriedades da madeira e do carvão vegetal estão
apresentadas na Tabela 3.2.
Tabela 3.2 Correlação entre as propriedades da madeira e do carvão vegetal.
DBc=Densidade básica do carvão; DBm=Densidade básica da madeira; RGc=Rendimento Gravimétrico do carvão;DEc=Densidade energética do carvão; PCSc=Poder calorífico superior do carvão; DEm=Densidade Energética da madeira; PCSm=Poder Calorífico Superior da madeira; TCZc=Teor de cinzas do carvão.TMVc=Teor de materiais voláteis do carvão; TCc=Teor de carbono fixo do carvão; TCZm=Teor de cinzas da madeira.TMVm=Teor de materiais voláteis da madeira; TCFm=Teor de carbono fixo da madeira; valores destacados em negrito = significativos a 5% de probabilidade.
DBc DBm RGc DEc PCSc DEm PCSm TCZc TMVc TCFc TCZm TMVm TCFm
DBc 1,00
DBm 0,75 1,00
RGc 0,65 0,78 1,00
DEc 0,91 0,39 0,02 1,00
PCSc 0,35 -0,18 -0,21 0,71 1,00
DEm 0,26 0,95 0,31 0,66 0,02 1,00
PCSm 0,41 0,06 0,16 0,29 0,67 0,69 1,00
TCZc -0,22 0,28 0,03 -0,36 -0,44 0,08 -0,60 1,00
TMVc -0,11 0,25 -0,05 -0,42 -0,77 0,17 -0,24 0,35 1,00
TCFc 0,14 -0,28 0,03 0,45 0,79 -0,17 0,33 -0,60 -0,99 1,00
TCZm 0,40 0,37 0,21 0,36 0,05 0,30 0,21 0,40 0,01 -0,03 1,00
TMVm 0,00 0,07 0,41 0,01 0,01 0,06 -0,03 0,17 0,07 -0,60 -0,02 1,00
TCFm -0,12 -0,21 0,67 -0,11 -0,02 -0,20 0,02 -0,16 -0,06 0,09 -0,75 -0,82 1,00
49
Observa-se uma correlação positiva (0,75) entre a densidade básica da madeira
e do carvão vegetal e entre estas e o rendimento gravimétrico em carvão vegetal (0,78 e
0,65, respectivamente), indicando que quanto maior for a densidade da madeira maior será
a massa de carvão por unidade de volume (Tabela 3.2). Observações semelhantes foram
relatadas por Protásio et al. (2012), em que o rendimento gravimétrico do carvão vegetal
está relacionado positivamente com a densidade básica da madeira.
Não houve correlação entre o rendimento em carvão e a densidade básica da
madeira no estudo feito por Vale et al. (2001). A correlação entre a densidade básica da
madeira e o rendimento em carvão é apresentada em vários trabalhos com comportamentos
diferenciados, podendo ou não ter efeito. Esse comportamento pode estar associado as
variações no teor de lignina na madeira com a idade da árvore e posições ao longo do
tronco (Sette Jr et al. 2014).
A densidade energética da madeira e do carvão vegetal foram diretamente
proporcionais e correlacionadas com as densidades básicas da madeira (0,95) e do carvão
(0,91), respectivamente, e com o poder calorífico (0,69 para a madeira e 0,71 para o
carvão, respectivamente) ou seja, quanto maiores forem estas variáveis, maior será a
quantidade de energia armazenada em um determinado volume de material. Este
comportamento foi também observado em Eucalyptus benthamii por Silva et al. (2015).
Correlações positivas foram também observadas entre a densidade energética e o poder
calorífico da madeira com as respectivas variáveis após o processo de pirólise (0,66 e 0,66,
respectivamente) e entre o teor de carbono fixo com o poder calorífico superior do carvão
vegetal (0,79).
O teor de materiais voláteis do carvão vegetal apresentou correlação negativa
com o poder calorífico (-0,77). O teor de carbono fixo na madeira e no carvão vegetal
apresentaram correlações negativas com os materiais voláteis (-0,99 para o carvão e -0,82
para a madeira) e com as cinzas (-0,60 para o carvão e -0,75 para a madeira) e positivas
com o rendimento gravimétrico em carvão vegetal (0,67).
Os teores de carbono fixo, materiais voláteis e cinzas tanto da madeira como
do carvão vegetal se mostraram inversamente proporcionais, conforme também
mencionado por Protásio et al. (2012) e Brand (2013). Observa-se ainda que o teor de
carbono fixo na madeira se correlacionou positivamente com o rendimento gravimétrico
em carvão vegetal (0,67). Reis et al. (2012) também apontaram uma correlação positiva
50
(0,77) entre o rendimento em carvão vegetal e o rendimento em carbono fixo para madeira
clonal de Eucalyptus urophylla, com sete anos de idade.
O poder calorífico apresentou uma alta correlação negativa com os materiais
voláteis (-0,77) e positiva com o teor de carbono fixo do carvão vegetal (0,79),
comportamento também verificado por outros autores (Silva et al., 2015; Protásio et al.,
2013 e Vale et al., 2001).
3.4 CONCLUSÕES
- A densidade básica e energética da madeira e do carvão vegetal tiveram efeito
de clone, sendo maiores no GG100 indicando o seu potencial energético em relação ao
I144. As demais variáveis energéticas não foram influenciadas pelo material genético;
- As características energéticas da madeira e do carvão vegetal foram
influenciadas pela posição longitudinal no tronco das árvores, exceto para a densidade
básica e para o rendimento gravimétrico;
3.5 REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8112: Carvão vegetal – Análise imediata. São Paulo, 1986.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8633: Carvão vegetal -
Determinação do poder calorífico. São Paulo, 1984.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11941: Determinação da densidade básica em madeira. Rio de Janeiro, 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS PRODUTORES DE FLORESTAS PLANTADAS.
Anuário estatístico ABRAF 2013: ano base 2012. Brasília, 2013.
ARANTES, M. D. C.; TRUGILHO, P. F.; SILVA, J. R. M.; ANDRADE, C. R. Características do carvão de um clone de Eucalyptus grandis w. Hill ex maiden x
Eucalyptus urophylla S. t. Blake. Cerne, Lavras, v. 19, n. 3, p. 423-431, jul./set. 2013.
ARRUDA, T. P.; HEIN, P. R. G.; FONSECA, A. S.; CASTRO, J. P. Propriedades da madeira do híbrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla para uso energético no
Mato Grosso. Revista de Ciências Agroambientais, Alta Floresta, v. 11, n. 2, p.127-136, 2013.
51
ASSIS, M. R.; PROTÁSIO, P. T.; ASSIS, C. O.; TRUGILHO, P. F.; SANTANA. W. M.
S. Qualidade e rendimento do carvão vegetal de um clone híbrido de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla. Pesquisa Florestal Brasileira, Colombo, v. 32, n. 71, p. 291-302,
2012.
BOTREL, M. C. G.; TRUGILHO, P. F.; ROSADO, S. C. S.; SILVA, J. R. M. Melhoramento genético das propriedades do carvão vegetal de Eucalyptus. Revista
Árvore, Viçosa, v. 31, n. 3, p. 391-398, 2007.
BRAND, M. A. Energia de biomassa florestal. Rio de Janeiro: Interciência, 2010. 131p.
BRASIL. Empresa de pesquisa energética. Balanço energético nacional: ano base 2012. Brasília, DF, 2013.284p.
BRITO, J.O. Reflexões sobre a qualidade do carvão vegetal para uso siderúrgico.
IPEF, Piracicaba. (Circular técnica nº 181). 1993, 6 p.
BUTTINI, L.; CAPELARI, I. P.; LIMA, E. A. Influência da posição do tronco nas características do carvão de Eucalyptus benthamii. Pesquisa Florestal Brasileira,
Colombo, out., 2013.
CARNEIRO, A. C. O.; BARCELLOS, D. C.; SANTOS, R. C. Treinamento carvão
vegetal: apostila teórica e prática. Viçosa-MG, 2011. 129p.
CARNEIRO, A. C. O.; CASTRO, F. N. M.; CASTRO, R. V. O.; SANTOS, R. C.;
FERREIRA, L. P.; DAMASIO, R. A. P.; VITAL, B. R. Potencial energético da madeira de Eucalyptus sp. em função da idade e de diferentes materiais genéticos. Revista Árvore,
Viçosa, v. 38, n. 2, p.375-381, 2014.
CORTEZ, C. L.; VELÁZQUEZ, S. M. S. G., COELHO, S. T.; MOREIRA, J. R.; AMENDOLA, F. C. B.; GAVIOLI, F. Análise do processo produtivo do eucalipto no
sistema “short rotation” para o uso como combustível em uma usina termoelétrica. In, CONGRESSO INTERNACIONAL DE BIONERGIA, 4, 2009, Curitiba, Anais... São
Paulo: Centro Nacional de Referência em Biomassa, 2009. p. 7.
COUTO, L.; MÜLLER, M. D.; SILVA JÚNIOR, A. G.; CONDE, L. J. N. Produção de pellets de madeira - o caso da bio-energy no Espírito Santo. Biomassa & Energia v. 1, n.
1, p.45-52, 2004.
CUNHA, M. P. S. C.; PONTES, C. L. F.; CRUZ, I. A.; CABRAL, M. T. F. D.; CUNHA NETO, Z. B.; BARBOSA, A. P. R. Estudo químico de 55 espécies lenhosas para geração
de energia em caldeiras. In: ENCONTRO BRASILEIRO EM MADEIRAS E EM ESTRUTURAS DE MADEIRA, 3.,1989, São Carlos. Anais... São Carlos, 1989. p. 93-
121.
IBÁ. Indústria brasileira de árvore 2015. Brasília, DF: IBÁ, 2015. 31 p.
KÖPPEN, W.; GEIGER, R. Klimate der erde. Gotha: Verlag Justus Perthes. 1928. 79 p.
52
KUMAR, R.; PANDEY, K. K.; CHANDRASHEKAR, N.; MOHAN, S. Study of age and
height wise variability on calorific value and other fuel properties of eucalyptus hybrid, Acacia auriculaeformis and Casuarina equisetifolia. Biomass & Bioenergy, Oxford, v.
35, n. 3, p. 1339-1344. 2011.
MELO, I. C. N. A.; PROTÁSIO, T. P.; TRUGILHO, P. F.; CARNEIRO, A. C. O. Efeito de local e espaçamento na qualidade do carvão vegetal de um clone de Eucalyptus
urophylla S. T. Blake. Floresta e Ambiente, Rio de Janeiro, 2012.
NEVES, T. A.; PROTÁSIO, T. P.; COUTO, A. M.; TRUGILHO, P. F.; SILVA, V. O.; VIEIRA, C. M. M. Avaliação de clones de Eucalyptus em diferentes locais visando à
produção de carvão vegetal. Pesquisa Florestal Brasileira, Colombo, v. 31, n. 68, p. 319–330, 2011.
OLIVEIRA, A. C.; CARNEIRO, A. C. O.; VITAL, B.R.; ALMEIDA, W.; PEREIRA, B.
L. C.; CARDOSO, M. T. Parâmetros de qualidade da madeira e do carvão vegetal de Eucalyptus pellita F. Muell. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 38, n. 87, p. 431-439, set.
2010.
PROTÁSIO, T. P; TRUGILHO, P. F. NEVES, T. A; VIEIRA C. M. M. Análise de correlação canônica entre características da madeira e do carvão vegetal de Eucalyptus.
Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 40, n. 95, p. 317-326, set. 2012.
PROTÁSIO, T. P.; COUTO, A. M.; REIS, A. A.; TRUGILHO, P. F. Seleção de clones de Eucalyptus para a produção de carvão vegetal e bioenergia por meio de técnicas
univariadas e multivariadas. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 41, n. 97, p. 015-028, mar. 2013.
PROTÁSIO, T. P; GOULART, S. L; NEVES, T. A; ASSIS M. R; TRUGILHO, P. F.
Clones comerciais de Eucalyptus de diferentes idades para o uso bioenergético da madeira. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 42, n. 101, p. 113-127, mar. 2014.
QUINHONES, R. Relações entre as características da madeira e carvão de Eucalyptus
sp. produzido a diferentes temperaturas finais de carbonização. 2003. 79 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia da Madeira) Universidade Federal de Lavras, Lavras,
2003.
REIS, A. A; PROTÁSIO, T. P; MELO, I. C. N. A; TRUGILHO, P. F; CARNEIRO, A. C. Composição da madeira e do carvão vegetal de Eucalyptus urophylla em diferentes locais
de plantio. Pesquisa Florestal Brasileira, 2012.
ROQUE, R. M.; LEDZEMA, V. A. Efecto del espaciamento em platación sobre dos propiedades físicas de madera de teca a lo largo del fuste. Madera y Bosques, Xapala, v.
9, n. 2, p 17-25, 2003.
SANTOS, R. C.; CARNEIRO, A. C. O.; CASTRO, A. F. M.; CASTRO, R. V. O.; BIANCHE, J. J.; SOUZA, M. M.; CARDOSO, M. T. Correlações entre os parâmetros de
qualidade da madeira e do carvão vegetal de clones de eucalipto. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 39, n. 90, p. 221-230, 2011.
53
SAS System for Regression, Second edition, Cary, N.C.: SAS Institute, Inc. Golfweek, April 19, 1997.
SETTE JR, C. R; TOMAZELLO FILHO, M; SILVA JR, F. G; LACLAU J. P. Alterações
nas características químicas da madeira com a substituição do K por Na em plantações de Eucalipto. Revista Árvore, Viçosa-MG, v.38, n.3, p.569-578, 2014.
SILVA, J. C.; MATOS, J. L. M.; OLIVEIRA, J. T. S.; EVANGELISTA, W. V. Influência
da idade e da posição ao longo do tronco na composição química da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden. Revista Árvore, Viçosa, v. 29, n. 3, p. 455-460, 2005.
SILVA, D. A.; MÜLLE, B. V.; KUIASKI, E. C.; ELOY, E.; BEHLING, A.; COLAÇO, C.
M. Propriedades da madeira de Eucalyptus benthamii para produção de energia. Pesquisa
Florestal Brasileira, Colombo, v. 35, n. 84, p. 481-485, out./dez. 2015.
SOARES, V.C. Comportamento térmico, químico e físico da madeira e carvão de
Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis em diferentes idades. 2011. 108 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia da madeira)-Universidade Federal de Lavras. Lavras,
2011.
TRUGILHO, P. F.; VITAL, B. R.; REGAZZI, A. J.; GOMIDE, J.L. Aplicação da análise de correlação canônica na identificação de índices de qualidade da madeira de eucalipto
para a produção de carvão vegetal. Revista Árvore, Viçosa, v. 21, n. 2, p. 259-267, 1997.
TRUGILHO, P.F.; LIMA, J.T.; MORI, F.A.; LINO, A.L. Avaliação de clones de Eucalyptus para a produção de carvão vegetal. Cerne, Lavras, V.7, N.2, P.104-114, 2001.
TRUGILHO, P. F.; SILVA, J. R. M.; LIMA, J. T.; MENDES, L. M.; MENDES, L. F. B.
Rendimentos e características do carvão vegetal em função da posição radial da amostragem em clones de Eucalyptus. Cerne, Lavras, v. 11, n. 2, p. 178-186, jan./jun.
2005.
TRUGILHO, P.F.; Densidade básica e estimativa de massa seca e de lignina na madeira em espécies de Eucalyptus. Ciência e Agrotecnologia, v. 33, n. 5, p. 33-47. 2009.
VALE, A. T. Relações entre a densidade básica da madeira, o rendimento e a qualidade do
carvão vegetal de espécies do cerrado. Revista Árvore, v.25, n.1, p.89-95, 2001.
VIEIRA, R. S.; LIMA, J. T.; MONTEIRO, T. C.; SELVATTI, T. S.; BARAÚNA, E. E. P; NAPOLI, A. Influência da temperatura no rendimento dos produtos da carbonização de
Eucalyptus microcory. Cerne, Lavras, v. 19, n. 1, p. 59-64, jan./mar. 2013.
54
4. POTENCIAL DE ESPÉCIES DE BAMBU COMO FONTE ENERGÉTICA ALTERNATIVA
Resumo
O objetivo do estudo foi avaliar as características da biomassa e do carvão vegetal das espécies Bambusa tuldoides, Bambusa vulgaris var. vittata e Dendrocalamus asper
visando determinar o seu potencial para o uso energético. Para fins comparativos, foram utilizadas árvores do híbrido GG100 (Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla) com seis
anos. A biomassa das espécies foi caracterizada (densidade básica, análise imediata, poder calorífico superior e densidade energética) e foi produzido carvão vegetal nas condições de temperatura inicial de 30ºC e temperatura final de 450ºC, com uma taxa de aquecimento de
1,67ºC.min1 para posterior caracterização. As espécies de bambu apresentaram
características energéticas similares ou superiores em relação ao híbrido de eucalipto,
exceto para os teores de materiais voláteis e de cinzas, indicando o seu potencial para o uso como fonte de energia.
Palavras-chave: bioenergia, carbonização, Eucalipto
ABSTRACT
POTENTIAL OF SPECIES OF BAMBOO AS AN ALTERNATIVE ENERGY
SOURCE
The objective of this study was to evaluate the characteristics of biomass and charcoal of Bambusa tuldoides, Bambusa vulgaris var. vittata and Dendrocalamus asper in order to
investigate its potential for energy use. For comparative purposes, was used trees of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla hybrids with six years. The biomass was
characterized (basic density, proximate analysis, high heating value and energy density). As the charcoal after being produced in the initial temperature conditions of 30°C and final
temperature of 450°C with a heating rate of 1.67ºC/min for later characterization. The bamboo species showed similar or superior energy characteristics in relation to the
eucalyptus hybrid, except for the volatiles and ash content. The species of Bamboo has energy characteristics that indicate their potential for use as an energy source.
Keywords: bioenergy, carbonization, Eucalyptus
55
4.1 INTRODUÇÃO
O setor energético brasileiro é largamente baseado no uso de fontes renováveis,
sendo a hidráulica a principal fonte de geração de energia elétrica, embora tenha
apresentado uma redução de 4,5% de 2013 para 2014 (MME, 2015). Apesar da
característica renovável, a geração de energia a partir dos recursos hídricos é vulnerável,
especialmente em períodos prolongados de estiagem, podendo provocar apagões e forçar
medidas públicas de economia de energia.
Os cenários atuais e futuros dos efeitos das mudanças climáticas globais
preveem alterações nos regimes hídricos em várias regiões do Brasil (Nobre et al., 2007),
podendo provocar impactos na geração de energia hidroelétrica. Neste cenário, a busca por
fontes de geração de energia renovável alternativas à geração hidroelétrica torna-se
fundamental e a bioenergia está se tornando cada vez mais importante, tanto para a geração
de eletricidade como para a produção de biocombustíveis a partir da biomassa (Schaeffer
et al., 2008).
O Brasil possui excelentes condições edafoclimáticas e territoriais para a
ampliação da participação da biomassa agrícola e florestal nas suas matrizes energéticas,
sendo a madeira e as culturas agrícolas, como a cana de açúcar, as principais fontes
energéticas de biomassa usadas atualmente no Brasil (Soares et al., 2015). Contudo, outras
fontes de biomassa alternativas com potencial para geração de energia, tais como os
resíduos agrícolas-florestais e as gramíneas, têm sido utilizadas e são foco de estudos na
substituição dos combustíveis fósseis e do gás natural. Dentre estes combustíveis
alternativos estão os bambus de espécies lenhosas, cuja elevada taxa de crescimento e
produção acelerada de biomassa os colocam em posição de destaque (Scurlock et al.,
2000).
Nos últimos anos, o aumento do conhecimento e da pesquisa sobre alguns
aspectos das espécies de bambu tem tido um impacto econômico significativo, originando
novos usos industriais, tais como painéis estruturais e produção de papel e celulose. No
entanto, o pouco conhecimento científico sobre as espécies de bambu, especialmente no
que se refere à possibilidade de sua utilização como fonte de energia, tem restringindo o
pleno desenvolvimento da cultura nesta área. A energia da biomassa de bambu tem grande
potencial, uma vez que pode ser processada de várias maneiras (conversão térmica ou
56
bioquímica) para produzir diferentes produtos energéticos (carvão, gás e biocombustíveis),
que podem substituir os produtos proveninetes dos combustíveis fósseis (Truong, 2014).
Neste sentido, ações e projetos de pesquisa que tenham por objetivo avaliar as
características energéticas de diferentes espécies de bambu são fundamentais para o
desenvolvimento desta importante área. Uma das recentes ações governamentais nesta área
foi a instituição da Política Nacional de Incentivo ao Manejo Sustentado e ao Cultivo do
Bambu (PNMCB), Lei 12.484 de 2011 (Brasil, 2011), que tem como objetivo principal o
desenvolvimento da cultura do bambu no Brasil, colocando esta cultura como fundamental
para o desenvolvimento econômico e social do país.
Os trabalhos científicos que avaliaram a produção de carvão vegetal a partir da
biomassa de espécies de bambu e suas características energéticas (Brito et al. 1987; Costa,
2004; Varanda et al., 2010; Moreira, 2012) são escassos (Scurlock et al., 2000), sendo
essencial o desenvolvimento de novos projetos de pesquisa face a crescente demanda por
energia renovável alternativa e sustentável. O objetivo do trabalho foi avaliar as
características energéticas da biomassa e do carvão vegetal de espécies de bambu
comparada ao eucalipto, visando determinar o seu potencial para o uso energético.
4.2 MATERIAL E MÉTODOS
4.2.1 Seleção, preparo e carbonização das amostras
Foram selecionados e coletados colmos maduros em área de touceiras das
espécies Bambusa vulgaris Schard. ex J.C. Wendl. var. vulgaris, Dendrocalamus asper
(Schult. &Schult.) Backer ex. K. Heyneke Bambusa tuldoides Munro localizadas em
Goiânia na Escola de Agronomia da Universidade Federal de Goiás, região central do
Estado de Goiás (Figura 4.1).
Para cada uma das espécies foram escolhidos e cortados, aleatoriamente, dez
colmos maduros em touceiras diferentes. Lopez (2003) indicou os seguintes procedimentos
para se determinar o grau de maturação dos colmos de bambu: posição do colmo na moita
(colmos maduros encontram-se mais ao centro), dureza (colmos imaturos apresentam
menor dureza) e cor (colmos imaturos apresentam cor mais acentuada, sendo geralmente
manchados).
57
Figura 4.1. Localização do município de Goiânia, região central do estado de Goiás.
Para fins comparativos, foram selecionadas dez árvores do híbrido GG100
(Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla) com seis anos, de uma plantação florestal
localizada no município de Nerópolis-GO (Figura 4.1), e cortados discos de cinco cm de
espessura na altura do DAP (1,3 m).
Dos colmos de bambu selecionados foram cortados segmentos da região
intermediária (aproximadamente cinco metros de altura) e entre os nós, na forma de
secções circulares com dois cm de espessura e dos discos de eucalipto cortadas duas
cunhas opostas (Figura 4.2).
Figura 4.2. Segmentos de Bambusa vulgaris e Bambusa tuldoides com dois cm de comprimento (A); Discos de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla
cortados em cunhas (B).
Do total de amostras de cada espécie estudada, (i) dez foram utilizadas para
caracterização da biomassa sendo transformadas em serragem (Figura 4.3) utilizando-se
A B
58
um moinho de facas do tipo Willey e submetidas a uma separação mecânica no agitador
orbital de peneiras com batidas intermitentes, para a seleção da malha de 60 mesh e (ii) dez
para a produção e caracterização do carvão vegetal, sendo previamente secas em estufa a
103°C e carbonizadas em forno mufla da marca Linn Elektro Therm, com dimensões de 60
x 60 x 70 cm e equipado com um sistema de controle de temperatura e tempo, com
temperatura final de 450ºC, a uma taxa de aquecimento de 1,67ºC.min-1
, permanecendo
estabilizado na temperatura final por um período de 30 minutos (Assis et al., 2012; Arantes
et al., 2013; Soares et al., 2015).
Figura 4.3. Amostras de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla (A); Triturador (B);
Material após a trituração (C); Moinho de facas do tipo willey (D); Material
após a moagem (E).
Após a carbonização do material, foi determinado o rendimento gravimétrico
em carvão que pode ser definido como sendo o rendimento em carvão ao final do processo
de carbonização considerando a matéria prima como referência para o cálculo, sendo
utilizada a equação 1:
A B
C D E
59
G [( S- C)
S]*10
em que: RG = Rendimento Gravimétrico em %;
PBS = Peso seco (Kg); PC = Peso em carvão (Kg).
4.2.2 Caracterização energética da biomassa e do carvão vegetal
As análises descritas a seguir foram realizadas tanto na madeira como no
carvão vegetal. Os procedimentos para a análise imediata baseou-se na norma ABNT NBR
8112 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT, 1983)
determinando-se o teor de materiais voláteis, cinzas e carbono fixo.
Para a determinação do teor de materiais voláteis, foram adotados os seguintes
passos: (i) foi recolhido o material retido na peneira de 60 mesh (ii) o material foi seco em
estufa por 2 horas; (iii) pesado 1,0 g do material seco; (iv) o material foi inserido em
cadinho de porcelana com tampa, previamente seco e tarado; (v) o forno mufla foi
aquecido previamente com uma rampa e um patamar a 950 ±10°C e colocado o cadinho
com o material, tampado sobre a porta da mufla aquecida durante 3 minutos; (vi) o cadinho
foi inserido no interior da mufla com a porta fechada, deixando-o por 10 minutos; (vii) a
amostra foi retirada da mufla e pesada. O teor de material volátil foi calculado de acordo
com a equação 2:
V incial- final
amostra*100
em que:
MV= Teor de materiais voláteis do carvão vegetal (%);
M inicial= Massa inicial do cadinho + amostra (g); M final= Massa final do cadinho + amostra (g);
M amostra= amostra inicial (g).
Para a determinação do teor de cinzas foram adotados os seguintes passos: (i)
pesado 1,0 g de material retido na peneira de 60 mesh; (ii) o material foi seco em estufa
por 2 horas; (iii) a amostra foi inserida em um cadinho de porcelana sem a tampa,
1
2
60
previamente seco e tarado; (iv) o forno mufla foi aquecido previamente com uma rampa e
um patamar a 600±10°C e colocado o cadinho com a mostra dentro da mufla de porta
fechada e mantido por um período de cinco horas até a completa calcinação; (v) a amostra
foi retirada da mufla e pesada. O teor de cinzas foi calculado através da equação 3:
C final- cadinho
amostra*100
em que:
CZ= Teor de cinzas no carvão, em %; M final= Massa final do cadinho + amostra (g);
M cadinho= Massa do cadinho (g); M amostra= Amostra inicial (g).
O teor de carbono fixo é uma medida indireta e foi calculado através da
equação 4:
CF 100-(C + V)
em que:
CF = Teor de Carbono Fixo em %;
CZ = Teor de Cinzas em %; MV = Teor de Materiais Voláteis em %.
O poder calorífico superior foi determinado por meio de uma bomba
calorimétrica marca IKA WORKS, modelo C-200, conforme a Norma ABNT NBR 8633
(ABNT, 1984) e a densidade básica foi determinada de acordo com o método hidrostático,
por meio de imersão em água (Figura 3.4), conforme descrito na norma ABNT NBR
11941 (ABNT, 2003) e a densidade energética foi calculada a partir do produto entre o
valor do poder calorífico superior e a densidade básica, conforme a equação 5.
DE CS*D
em que:
DE = Densidade energética expressa em Mj m-3
;
(fator de conversão de Kj para Mj); PCS = poder calorífico superior expresso em Kj kg
-3;
DB = Densidade aparente expressa em Gcal m-3
.
4
3
5
61
4.2.3 Análise estatística dos dados
Na análise estatística dos resultados foi utilizado o delineamento inteiramente
casualizado com quatro tratamentos (espécies) e aplicado o programa JMP (SAS
INSTITUTE, 1997), sendo aferidos os “outliers” e heterogeneidade da variância. ara os
resultados utilizou-se a análise de variância (ANOVA) verificando o efeito da espécie,
sendo aplicado o teste de Tukey, ajustado a 5% de probabilidade.
4.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.3.1 Caracterização energética da biomassa
Os resultados da análise química imediata e do poder calorífico superior da
biomassa são apresentados na Tabela 4.1.
Tabela 4.1 Análise imediata e poder calorífico superior da biomassa de bambu e de eucalipto
Espécie Carbono Fixo
(%) Teor de
Voláteis (%) Teor de
Cinzas (%) Poder Calorífico
(Kcal kg-1
)
Bambusa tuldoides 21,8 b (0,6) 75,2 a (0,7) 3,0 a (0,1) 4515,1 a (38,1)
Bambusa vulgaris 22,8 ab (0,3) 74,7 a (0,3) 2,5 ab (0,2) 4662,9 a (45,2)
Dendrocalamus asper 23,0 a (0,4) 75,0 a (0,2) 2,1 b (0,3) 4526,2 a (29,7)
Eucalyptus urograndis 17,5 c (0,2) 82,2 b (0,5) 0,3 c (0,1) 4657,6 a (41,2)
Médias seguidas de desvio padrão. Médias seguidas da mesma letra, na coluna, não diferem entre si pelo
Teste de Tukey a 5% de significância.
Os teores médios de carbono fixo, relacionados ao processo de liberação de
energia para a combustão, foram de 21,8% para B. tuldoides, 22,8% para B. vulgaris var.
vittata e 23,0 para D. asper, sendo estes superiores estatisticamente ao encontrado para o
E. urograndis de 17,5%. Combustíveis com alto índice de carbono fixo apresentam queima
mais lenta, implicando maior tempo de residência nos aparelhos de queima, em
comparação com outros que tenham menor teor de carbono fixo (Oliveira et al., 2010), o
que indica, por meio dos resultados obtidos, uma vantagem para variedades de bambu em
comparação à madeira de eucalipto.
62
Os teores de cinzas foram estatisticamente superiores na biomassa das espécies
de bambu, com 3,0, 2,5 e 2,1% para B. tuldoides, B. vulgaris vittata e D. asper,
respectivamente, se comparados ao teor de cinza médio na biomassa do E. urograndis
(0,3%) e estão de acordo com os teores apresentados por Liu et al. (2014). Brito et al.
(1987) encontraram um teor de cinzas sete vezes maior para o Bambusa vulgaris em
relação ao E. urophylla.
De acordo com Tamolang et. al (1979), os elevados teores de cinzas das
espécies de bambus se dão pelos altos teores de sílica presentes na composição química
dos colmos. Em função da grande quantidade de cinzas encontradas na biomassa das
espécies de bambu faz-se necessário a utilização de caldeiras com grelhas rotativas, uma
vez que o teor de cinzas é um parâmetro com relevância no design da caldeira e na
operação da sua limpeza, pois a combustão de biomassa com elevados teores de cinza
necessitará de um processo da sua remoção mais regular e eficaz, em função da sua
abrasividade que pode causar corrosão nos elementos metálicos dos fornos (Liu et al.,
2014; Carneiro, 2013).
Os teores médios de materiais voláteis foram de 75,2% para B. tuldoides,
74,7% para B. vulgaris var. vittata, 75,0% para D. asper e 82,2% para o E. urograndis
(estatisticamente superior), estando estes valores dentro da faixa esperada de 65 a 85%
(Arantes et al., 2013). O teor de materiais voláteis está relacionado à queima no processo
da carbonização, sendo esta mais rápida quanto maior o teor de voláteis. Scurlock et al.
(2000), em estudo com variedades de bambu do gênero Phyllostachys, encontraram valores
médios de 73,7% e 16,7% para P. nigra, 70,5% e 15,7% para P. bambusoides e 72,2% e
16,3% para P. bissetii, para teor de voláteis e carbono fixo, respectivamente.
Quanto ao poder calorífico superior, os valores médios observados variaram
entre 4515,1 a 4662,9 Kcal kg-1
e de acordo com a análise de variância, não se observa
diferença significativa entre as espécies. Ueda (1981) considerando a utilização de colmos
de bambu para energia como muito importante, cita valores de poder calorífico de 4.500-
5.400 Kcal kg-1
. Sendo assim, a biomassa das espécies de bambu estudadas, apresenta
valores satisfatórios de poder calorífico superior e semelhantes aos da madeira.
Em relação à densidade básica da biomassa (Tabela 4.2), verifica-se que os
valores médios de B. vulgaris var. vittata (0,46 g cm-³) foram semelhantes aos encontrados
para a madeira de eucalipto (0,48 g cm-³), tendo sido observados valores médios
estatisticamente inferior e superior para os colmos de B. tuldoides (0,42 g cm-³) e D. asper
63
(0,60 g cm-³), respectivamente. A alta densidade observada para o D. asper constitui uma
vantagem para esta espécie, uma vez que para um mesmo volume de madeira pode-se
obter maior rendimento gravimétrico em carvão vegetal se a densidade dos materiais
utilizados for mais alta (Oliveira et al., 2010).
A densidade energética, que é o produto entre a densidade básica e o poder
calorífico, foi estatisticamente superior nos colmos de D. asper em função da alta
densidade básica observada para esta espécie de bambu, uma vez que o poder calorífico
não diferiu entre as espécies estudadas (Tabela 4.1).
Tabela 4.2. Densidade básica e densidade energética da biomassa de bambu e de eucalipto
Espécie Densidade Básica (g cm-³) Densidade energética (Gcal m
-³)
Bambusa tuldoides 0,42c (0,1) 1,96 c (0,1)
Bambusa vulgaris 0,46 b (0,1) 2,16 b (0,1)
Dendrocalamus asper 0,60 a (0,1) 2,80 a (0,2)
Eucalyptus urograndis 0,48 b (0,1) 2,17 b (0,1)
Médias seguidas de desvio padrão. Médias seguidas da mesma letra, na coluna, não diferem entre si pelo
Teste de Tukey a 5% de significância.
4.3.2 Caracterização energética do carvão vegetal
Os resultados da análise química imediata e o valor médio do poder calorífico
superior do carvão vegetal são apresentados na Tabela 4.3. Os teores médios de carbono
fixo das espécies de bambu foram de 72,3% para B. tuldoides, 73,4% para B. vulgaris var.
vitatta e de 71,5% para D. asper, em temperatura final de 450ºC e sua manutenção por 30
minutos.
Brito et al. (1987) encontraram valores médios de carbono fixo superiores para
as espécies B. tuldoides e B. vulgaris var. vittata, de respectivamente 90,4% e 84,2%,
possivelmente em decorrência da maior temperatura de carbonização utilizada em seu
estudo (550ºC). De acordo com Carneiro et al. (2013), os teores de carbono fixo no carvão
são sensivelmente influenciados pela temperatura final do sistema de conversão.
64
Tabela 4.3. Análise imediata e poder calorífico superior do carvão de bambu e de
eucalipto.
Espécie Carbono Fixo
(%) Teor de
Voláteis (%) Teor de
Cinzas (%) Poder Calorífico
Kcal kg-1
Bambusa tuldoides 72,3 ab (0,4) 21,7 a (0,3) 6,1 a (0,3) 6752,1 a (47,2)
Bambusa vulgaris 73,4 b (1,8) 23,6 a (1,7) 3,0 b (0,2) 6776,7 a (62,6)
Dendrocalamus asper 71,5 ab (0,5) 26,5 b (0,3) 1,9 b (0,8) 6640,5 a (58,1)
Eucalyptus urograndis 70,4 a (0,2) 29,1 c (0,2) 0,4 c (0,3) 6669,9 a (41,9)
Médias seguidas de desvio padrão. Médias seguidas da mesma letra, na coluna, não diferem entre si pelo
Teste de Tukey a 5% de significância.
Os teores médios de carbono fixo das espécies de bambu foram de 72,3% para
B. tuldoides, 73,4% para B. vulgaris var. vitatta e de 71,5% para D. asper, em temperatura
final de 450ºC e sua manutenção por 30 minutos. Brito et al. (1987) encontrou valores
médios de carbono fixo superiores para as espécies B. tuldoides e B. vulgaris var. vittata,
de respectivamente 90,4% e 84,2%, possivelmente em decorrência da maior temperatura
de carbonização utilizada em seu estudo (550ºC). De acordo com Carneiro et al. (2013), os
teores de carbono fixo no carvão são sensivelmente influenciados pela temperatura final do
sistema de conversão.
Para o E. urograndis, o teor de carbono fixo médio foi de 70,4%, valor similar
aos encontrados para B. tuldoides e D. asper, e inferior ao encontrado para o B. vulgaris
var. vittata, que obteve o maior valor entre as espécies. Arantes et al. (2013), encontrou
valor de carbono fixo de 72,8% para o mesmo clone e com a mesma temperatura final de
carbonização. O carbono fixo é um dos mais importantes indicadores de qualidade do
carvão vegetal como termorredutor na siderurgia, contribuindo para o aumento na
produtividade dos altos-fornos (Carneiro et al., 2013).
Em relação aos teores de voláteis, tem-se que os valores médios encontrados
para as espécies de bambu foram significativamente inferiores ao encontrado para o
eucalipto. De acordo com Santos (2010), embora maiores teores de voláteis impliquem em
menores teores de carbono fixo, essa propriedade também está relacionada à estabilidade
da chama e a velocidade do processo de combustão. Dessa forma, os menores teores de
voláteis para as espécies de bambu em relação ao eucalipto não representaram uma
vantagem uma vez que não se relacionaram a maiores valores de carbono fixo, com
exceção da espécie B. vulgaris var. vittata, mas se relacionam a elevada porcentagem de
teor de cinzas para as três variedades de bambu, sendo estes valores significativamente
65
superiores ao encontrado para o carvão de eucalipto, com o maior valor para a espécie
B.tuldoides (6,09%).
A presença de cinzas compromete a qualidade do carvão vegetal,
principalmente quanto ao seu uso na siderurgia, uma vez que causa desgaste no alto forno
e pode comprometer a qualidade do ferro-gusa, com consequente formação de trincas e
fissuras (Neves et al., 2011; Carneiro et al., 2013).
Quanto ao poder calorífico superior, os valores médios observados para o B.
tuldoides, B. vulgaris var. vittata, D. Asper e E. urograndis foram de 6752,1; 6776,7;
6640,5 e 6669,9 Kcal kg-1
, respectivamente, sem diferença estatística. Santos (2010) e
Soares et al., (2015) relatam que o poder calorífico do carvão vegetal encontra-se próximo
de 7.000 Kcal kg-1
, corroborando os resultados obtidos neste trabalho, sendo o parâmetro
para expressar a capacidade de geração de energia em substituição aos combustíveis
derivados do petróleo. O incremento dos valores de poder calorífico no carvão vegetal em
relação à biomassa (4515,1 a 4662,9 Kcal kg-1
) foi na ordem de 44%.
Tabela 4.4. Densidade básica e densidade energética do carvão de bambu e de eucalipto
Espécie Densidade Básica Densidade energética Rendimento em
(g cm-³) (Gcal m
-³) carvão (%)
Bambusa tuldoides 0,32 a (0,1) 2,16 a (0,2) 34,1 a (1,0)
Bambusa vulgaris 0,34 a (0,1) 2,30 a (0,2) 34,7a (0,7)
Dendrocalamus asper 0,48 b (0,2) 3,19 b (0,3) 36,9 b (1,1)
Eucalyptus urograndis 0,36 a (0,1) 2,40 a (0,2) 30,8 c (1,0)
Médias seguidas de desvio padrão. Médias seguidas da mesma letra, na coluna, não diferem entre si pelo Teste de Tukey a 5% de significância.
A densidade básica do carvão de D. asper (0,48 g cm-³), foi superior as demais
espécies estudadas (0,32 a 0,36 g cm-³), em função da maior densidade observada nos
colmos desta espécie (Tabela 4.4). Segundo Botrel et al. (2007), materiais de densidades
mais elevadas produzem carvão com maior densidade aparente, o que pode ser constatado
neste trabalho.
Os valores de densidade energética encontrados para o carvão vegetal de B.
tuldoides; B. vulgaris var. vittata, D. Asper e E. urograndis foram de 2,16; 2,30; 3,19 e
2,40 Gcal m-³, respectivamente, sendo estatisticamente superior para a espécie D. asper em
função da elevada densidade observada no carvão. A densidade energética é um importante
66
parâmetro para combustíveis sólidos, pois, avalia a quantidade de energia armazenada em
um determinado volume de material. No caso do carvão vegetal, os valores de densidade
energética são superiores aos da biomassa (Tabela 4.2) em função do aumento do poder
calorífico no material, apesar da redução da densidade nos carvões.
De acordo com os resultados obtidos e apresentados na Tabela 4.4, o valor
médio do rendimento gravimétrico foi de 36,9% para D. asper, 34,7% para B. vulgaris var.
vittata, 34,1 % para B. tuldoides e 30,8% para E. urograndis, a uma temperatura final de
450ºC e a uma taxa de aquecimento de 1,67°C/min. O rendimento em carvão para B.
vulgaris var. vittata foi superior ao encontrado por Brito et al. (1987), que obteve um valor
de 29,1% para a mesma espécie, porém em uma temperatura máxima média de 550ºC e o
do E. urograndis similar ao observado por Assis et al., (2012) nas mesmas condições de
carbonização (31,6%).
As espécies de bambu apresentaram rendimentos em carvão superiores ao da
madeira de eucalipto, nas mesmas condições de carbonização. Além da taxa de
aquecimento e da temperatura final de carbonização, o rendimento gravimétrico e as
demais características energéticas são influenciadas pela composição química da biomassa.
Neste sentido, recomenda-se a realização da determinação dos teores de lignina e de
holocelulose para uma melhor explicação do comportamento das espécies de bambu em
relação ao eucalipto.
4.4 CONCLUSÕES
- As espécies de bambu apresentaram características energéticas similares ou
superiores em relação ao híbrido GG100 (Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla),
exceto para os teores de materiais voláteis e de cinzas.
- As espécies Bambusa vulgaris var. vitatta, Dendrocalamus asper e Bambusa
tuldoides apresentaram características energéticas que indicam o seu potencial para o uso
como fonte de energia.
- A espécie Dendrocalamus asper apresentou características superiores em
relação as outras duas espécies de bambu, sendo indicada para a produção de carvão
vegetal.
67
4.5 REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8112: Carvão vegetal – Análise imediata. São Paulo, 1983.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8633: Carvão vegetal -
Determinação do poder calorífico. São Paulo, 1984.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11941: Determinação da densidade básica. São Paulo, 2003.
ARANTES, M. D. C; TRUGILHO, P. F; DA SILVA, J. R. M.; ANDRADE, C. R.
Características do carvão de um clone de Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden x Eucalyptus urophylla S. T. Blake. Cerne, Lavras, v. 19, n. 3, p. 423-431, jul/set. 2013.
ASSIS, M. R.; PROTÁSIO, T. P.; ASSIS, C. O. TRUGILHO, P. F.; SANTANA, W. M. S.
Qualidade e rendimento do carvão vegetal de um clone híbrido de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla. Pesquisa Florestal Brasileira, Colombo, v. 32, n. 71, p. 291-302,
jul./set. 2012.
BOTREL, M. C. G.; TRUGILHO P. F.; ROSADO, S. C. S.; SILVA, J. R. M. Melhoramento genético das propriedades do carvão vegetal de Eucalyptus. Revista
Árvore, Viçosa, v.31, n.3, p.391-398, 2007.
BRASIL. Lei n° 12.484 de 2011. Política Nacional de Incentivo ao Manejo Sustentado
e ao Cultivo do Bambu. 2011. 3 p.
BRITO, J. O.; TOMAZELLO FILHO, M.; SALGADO, A. L. B. Produção e caracterização
do carvão vegetal de espécies e variedades de bambu. IPEF, Piracicaba, n. 36, p. 13-17, 1987.
CARNEIRO, A. C. O. Pirólise lenta da madeira para produção de carvão vegetal. In:
SANTOS, F.; COLODETTE, J.; QUEIROZ, J. H. Bioenergia & Biorrefinaria: Cana-de-Açúcar & Espécies Florestais. Viçosa, MG: Os Editores, 2013. p. 429-455.
COSTA, T. M. S. Estudo da viabilidade técnica do emprego do bambu da espécie
Bambusa vulgaris Shard. como carvão vegetal. 2004. 74 p. Dissertação (Mestre em Ciências na área de Tecnologia Nuclear-Materiais) – Autarquia associada à Universidade
de São Paulo, São Paulo. 2004.
LIU, Z. Important properties of bamboo pellets to be used as commercial solid fuel in China. Wood Sci Technol, v. 48, n.5, p. 903-917. 2014.
MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA. Balanço Energético Nacional 2015: ano base
2014. Empresa de Pesquisa Energética - EPE. Brasil. 58 p. 2015.
68
MOREIRA, A. C. O. Caracterização de Bambusa vulgaris Schard. EX J. C. WENDL. e
dos resíduos de caldeira no processo de conversão térmica de energia. 2012. 83 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais). Universidade de Brasília. 2012.
NEVES, T. A.; PROTÁSIO, T. P.; COUTO, A. M.; TRUGILHO, P. F.; SILVA, V. O.;
VIEIRA, C. M. M. Avaliação de clones de Eucalyptus em diferentes locais visando à produção de carvão vegetal. Pesquisa florestal brasileira, v. 31. p. 319-330. 2011.
NOBRE, C. A.; SALAZAR, L. F.; OYAMA, M.; CARDOSO, M.; SAMPAIO G.;
LAPOLA, D. Mudanças climáticas e possíveis alterações nos biomas da América do Sul. Ministério do Meio Ambiente. Relatório n° 06. 2007. 29p.
OLIVEIRA, A. C;. CARNEIRO, A. C. O.; VITAL, B. R.; ALMEIDA, W.; PEREIRA, B.
L. C. CARDOSO, M. T. Parâmetros de qualidade da madeira e do carvão vegetal de Eucalyptus pellita F. Muell. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 38, n. 87, p. 431-439, set.
2010.
SANTOS, R. C. Parâmetros de qualidade da madeira e do carvão vegetal de clones de
eucalipto. 2010. 121 f. Tese - (Doutorado em Ciência e Tecnologia da Madeira) -
Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2010.
SCURLOCK, J. M. O.; DAYTON, D. C.; HAMES, B. Bamboo: an overlooked biomass resource?. National Renewable Energy Laboratory. May, 2000. 34 p.
SCHAEFFER, R.; SZKLO, A. S.; LUCENA, A. F. P.; SOUZA, R. R.; BORBA, B. S. M.
C.; COSTA, I. V. L.; PEREIRA JÚNIOR, A. O.; CUNHA, S. H. F. Mudanças climáticas e segurança energética no Brasil. Relatório Coppe, UFRJ, 2008. 35 p.
SOARES, V. C.; BIANCHI, M. L.; TRUGILHO, P. F.; HÖFLER, J.; PEREIRA, A. J.
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.
TAMOLANG, F. N. Properties and utilization of Philippine erect bamboos. For pride
digest, Laguna, v. 9, n. 3, p 14-27, 1979.
TRUONG, A. H.; LE, T. M. A. Overview of bamboo biomass for energy production. 2014. 25 p.
UEDA, K. Bamboo industry in Japan, present and future. In: XVII IUFRO WORLD
CONGRESS, 1981 Kyoto. Proceedings. Kyoto, Wood Research Institute /Kyoto University, 1981. p.2-14.
VARANDA, L. D.; CARASCHI, J. C.; ALMEIDA FILHO, F. Potencial energético do
carvão vegetal de bambu. In: XII EBRAMEM - Encontro Brasileiro em Madeiras e em Estruturas de Madeira, 2010, Lavras. Anais..., Lavras, 2010. p. 12.
69
5. CONCLUSÕES GERAIS
As espécies de bambu apresentaram características energéticas similares ou
superiores em relação ao híbrido de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, exceto
para os teores de materiais voláteis e de cinzas, indicando o potencial das espécies
Bambusa vulgaris var. vitatta, Dendrocalamus asper e Bambusa tuldoides para o uso como
fonte de energia.
A densidade básica e energética da madeira e do carvão vegetal sofreram efeito
de clone, sendo maiores no GG100 em relação ao I144. As características energéticas da
madeira e do carvão vegetal nos clones de eucalipto foram influenciadas pela posição
longitudinal no tronco das árvores, exceto para a densidade básica e para o rendimento
gravimétrico.
6. RECOMENDAÇÕES
Visando uma melhor explicação dos resultados obtidos neste trabalho,
recomenda-se realizar a (i) caracterização química da biomassa e do carvão vegetal, por
meio da determinação dos teores de lignina, holocelulose e extrativos, para uma melhor
explicação do comportamento das espécies de bambu em relação ao eucalipto; (ii)
avaliação de outras espécies de bambu com potencial energético, principalmente as
nativas; (iii) caracterização de outros híbridos clonais de eucalipto para a produção de
energia; (iv) avaliar diferentes formas de adubação nas espécies de bambu, visando
verificar a influência da adubação nos teores de cinzas; (v) estimar o crescimento e ganho
de massa das espécies bambu para assim, definir a viabilidade de produção de carvão
vegetal.
