Madeira como Combustível
&
Secagem de Cavacos de Madeira
Porque usar madeira como combustível?
- uma fonte de energia renovável, cresce convertendo energia solar.
- deixando a madeira se decompor ela libera tanto dióxido de carbono (CO2)
como quando é queimada.
madeira é, portanto neutra de CO2 como um combustível.
- principalmente fontes de energias produzidas localmente.
independência de combustíveis exportados.
- distâncias de transporte são normalmente relativamente curtas.
Madeira como combustível
- quantidade de carbono = 50%, quantidade de nitrogênio = 6%.
- cinza ≤ 1% (normalmente)
- alto conteúdo volátil (=80~85%)
 chamas longas, tamanhos maiores de fornalhas.
- valores de aquecimento da madeira em média = 19MJ/kg = 5,3kWh/kg
- diferentes formas de combustíveis de madeira, ex: cavacos de madeira e
pellets, briquetes, serragem, cascas, etc.
Madeira como combustível
- umidade diminui o poder de aquecimento.
- a quantidade de umidade presente na madeira no momento de sua
extração é de 50% (peso total).
- para evaporar 1 kg de água é preciso aproximadamente 2,5MJ/kg H2O (0,8
kWh/kg H2O)
- ex: 2 kg de cavacos de madeira contém 50% de umidade = 1 kg de matéria
seca + 1 kg de água.
 valor de aquecimento líquido = (19 - 2,5) MJ = 16,5MJ
 8,25 MJ/kg de combustível.
- a quantidade de umidade afeta grandemente o valor de aquecimento
líquido do combustível de madeira (veja tabelas 1 & 2)
Valor líquido de aquecimento da madeira
Tabela 1 – Valor de aquecimento líquido da
madeira na média.
Quantidade de
umidade %
por kilo de
combustível MJ/kg
kWh/kg
0
19,0 5,3
10
16,9 4,7
20
14,7 4,1
30
12,6 3,5
40
10,4 2,9
50
8,2 2,3
60
6,1 1,7
Tabela 2 – Valor de aquecimento líquido de
1m³ de cavacos de madeira soltos, material
seco pesa 180 kg
Quantidade de
umidade %
kWh/soltos-m³
10
940
20
920
30
890
40
850
50
800
Caldeiras de pequena escala vs. Quantidade de umidade
- Na prática o efeito de aquecimento de caldeiras de pequena escala
diminui ainda mais.
- A eficiência total da caldeira (veja figura1) diminui rapidamente quando a
quantidade de umidade aumenta (testes de caldeira são feitos normalmente
com combustível que contém 30% ou menos de umidade/água)
- A quantidade de umidade diminui a eficiência da conversão em energia e
aumenta as emissões gasosas (combustão incompleta).
- Quando usar combustíveis secos a caldeira fica mais limpa, defeitos e
necessidade de manutenção diminuem  tempo útil aumenta.
Quantidade de umidade vs. Eficiência da caldeira
Taxa de eficiência [%]
- Figura 1
A eficiência média de uma caldeira de 50kw com cavacos de quantidade de
umidade diferente
90
80
70
60
50
40
10
20
30
40
50
Quantidade de umidade dos cavacos [%]
60
Exemplo de caldeira de pequena escala
- Nós podemos calcular a quantidade de calor que nós conseguiremos de
1m³ solto de cavacos de madeira com duas quantidades diferentes de
umidade usando a caldeira do slide anterior:
a) cavacos: quantidade de umidade 50%, valor de aquecimento líquido =
800kwh/m³ solto, eficiência da caldeira: n = 62%
b) cavacos: quantidade de umidade 30%, valor de aquecimento líquido =
890kwh/m³ solto, eficiência da caldeira: n = 78%
a) Ecalor = 0,62 x 800kwh = 500 kWh
b) Ecalor = 0,78 x 890kwh = 700 kWh
Você ganha 40% a mais de energia de aquecimento!
Secagem de cavacos de madeira
- Secagem tradicional
Árvore inteira ou pilha de cavacos
Em área aberta ou cobertos
- Secagem artificial/forçada da madeira (normalmente uma hélice é
utilizada para produzir uma corrente alta de ar para secagem)
Ar de secagem não aquecido
Ar de secagem aquecido, ex: energia solar, energia de caldeira a
vapor, energia de gás de combustão.