DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS FLORESTAIS
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Qualidade da Madeira para
Fins Energéticos
Prof. PAULO FERNANDO TRUGILHO
E-Mail: [email protected]
QUALIDADE DA MADEIRA
Combinação de características físicas, químicas,
mecânicas e anatômicas de uma árvore ou de suas
partes que possam definir a melhor forma de
utilização da sua madeira.
A avaliação da qualidade da madeira DEPENDE de:
1. Definição de qualidade – o que se pretende;
2. Definição dos fatores que a afetam – na madeira;
3. Forma de determinação desses fatores – quantificação
(amostragem); e
4. Avaliação do seu efeito na qualidade da madeira – tipo de
análise usada na avaliação.
ESQUEMA DA INTERRELAÇÃO ENTRE OS
FATORES E A QUALIDADE DO PRODUTO
classes
árvores
toras
lâminas
ambiente
silvicultura
genética
produto
agentes
processamento
bióticos
abate e
transporte
Propriedades Importantes da Madeira
Características de Crescimento
DAP, Altura e Volume Individual
Características Físicas
Densidade Básica, Umidade e Massa Seca
Estimada
Característica Anatômica
Espessura da Parede Celular, % de tecido
Característica Química
Teor de Lignina e Massa de Lignina Estimada
Teor de extrativos e minerais
TABELA 1 – Características de Interesse na Madeira
Característica
Acréscimo(+)/Decréscimo (-)
DB
Massa seca (volume x DB)
Espessura parede
Lignina
Massa lignina (massa x Lignina)
Teor de extrativos
Teor de minerais
Teor de umidade
Poder Calorífico
Carbono elementar
Hidrogênio elementar
Oxigênio elementar
Enxofre elementar
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
RELAÇÕES DESEJÁVEIS PARA FINS ENERGÉTICOS
DB X Teor de extrativos
DB X Espessura da Parede
0.600
0.600
0.540
DB (g/cm3)
DB (g/cm3)
0.650
y = 0.0573x + 0.2927
R2 = 0.696
0.580
0.560
0.520
0.500
0.480
0.460
0.440
0.420
0.550
0.500
0.450
0.400
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
0.400
3.00
5.50
y = 0.0154x + 0.4735
R2 = 0.4316
4.00
5.00
6.00
ESPAR (um)
0.600
0.580
0.560
DB (g/cm3)
DB (g/cm3)
0.600
0.550
0.500
4600
10.00
y = 0.0048x 2 - 0.2911x + 4.9445
R2 = 0.5385
0.540
0.520
0.500
0.480
0.460
y = 0.0002x - 0.1688
R2 = 0.4302
4500
9.00
DB X Teor de Lignina
0.650
0.400
4400
8.00
TET (%)
DB X Poder Calorífico Superior
0.450
7.00
0.440
0.420
4700
PCS (Cal/g)
4800
4900
5000
0.400
25.00
26.00
27.00
28.00
29.00
30.00
31.00
LIG TOTAL (%)
32.00
33.00
34.00
35.00
Poder Calorífico Superior x Teor
de Lignina
28.00
4500
y = 0.0067x - 5.3461
R2 = 0.3364
Poder Calorífico (cal/g)
29.00
Poder Calorífico Superior x Teor
de Umidade
LIGINS (% )
27.00
26.00
25.00
24.00
23.00
22.00
21.00
20.00
4400
4000
3500
3000
2500
2000
1500
4500
4600
4700
4800
4900
5000
15
30
40
50
Umidade (%)
PCS (Cal/g)
Poder Calorífico Superior x Teor
de Extrativos
5000
P C S (kca/kg )
4900
Ideal é usar a
madeira o mais seca
Possível
y = 85.125x + 4066.8
R2 = 0.7912
4800
4700
4600
4500
4400
4300
4.00
5.00
6.00
7.00
TET (%)
8.00
9.00
10.00
60
1400000
y = 14252x + 75445
1200000
2
R = 0.9752
800000
Massa de Lignina x Energia
600000
400000
200000
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Massa Lignina (Kg)
1400000
1200000
y = -67165x + 5E+06
R2 = 0.4699
1000000
Holocelulose x Energia
Energia (Kcal)
Energia (Kcal)
1000000
800000
600000
400000
200000
0
58
60
62
64
Holocelulose (%)
66
68
70
SIMULAÇÃO DE PRODUÇÃO DE MASSA SECA
IMA (m3/ha.ano)
Clone
DB
(t/m3)
15
20
25
30
35
40
45
50
Idade
254
0.405
6.1
8.1
10.1
12.2
14.2
16.2
18.2
20.3
3 anos
178
0.452
6.8
9.0
11.3
13.6
15.8
18.1
20.3
22.6
3 anos
204
0.501
7.5
10.0
12.5
15.0
17.6
20.1
22.6
25.1
3 anos
E. pellita
0.545
8.2
10.9
13.6
16.4
19.1
21.8
24.5
27.3
7 anos
E. tereticornis
0.614
9.2
12.3
15.4
18.4
21.5
24.6
27.6
30.7
7 anos
E. maculata
0.631
9.5
12.6
15.8
18.9
22.1
25.2
28.4
31.6
7 anos
QUANTO MAIOR A PRODUÇÃO DE MASSA SECA É ESPERADO UMA MAIOR
QUANTIDADE DE ENERGIA ESTOCADA NA MADEIRA
BIOENERGIA
EXEMPLO DE CASO
Altura (m)
Volume
(m3)
%
DB
MS
Poder Calorífico
Superior
Energia
Total
Útil
Vtcc
Vtsc
Vcasca
Casca
(g/cm3)
(kg)
Kcal/kg
Kcal/m3
Kcal
1
33,20
32,00
1,266926
1,137458
0,129468
11,38
0,604
686,55
4568,69
2757592,0
3136634,5
2
32,70
30,00
1,314736
1,204285
0,110451
9,17
0,623
750,22
4606,34
2869572,7
3458071,6
3
31,80
30,00
1,298502
1,182137
0,116365
9,84
0,544
643,37
4580,06
2492663,7
2946673,2
4
34,00
32,00
1,019438
0,954345
0,065093
6,82
0,644
614,32
4759,19
3063543,9
2923618,0
31,80
30,00
1,064627
0,962516
0,102112
10,61
0,564
543,07
4422,45
2495244,9
2401699,9
6
32,30
30,00
1,066923
0,993027
0,073896
7,44
0,598
594,17
4600,15
2752443,0
2733271,1
7
30,60
28,00
1,009864
0,934764
0,075099
8,03
0,505
471,73
4394,90
2217912,3
2073206,2
8
39,90
38,00
1,725867
1,593721
0,132146
8,29
0,569
906,82
4405,12
2506494,7
3994650,9
9
29,00
28,00
1,401669
1,242388
0,159280
12,82
0,575
714,77
4509,46
2594379,3
3223226,7
31,50
30,00
1,481646
1,343362
0,138284
10,29
0,561
753,16
4597,64
2577676,1
3462758,5
Clone
5
1
Talhão
6
5
CONSIDERAÇÕES
CARACTERÍSTICAS DE
MADEIRA
DEVEM
CONJUNTAMENTE.
CRESCIMENTO E DA
SER
AVALIADAS
CARACTERÍSTICA ENERGÉTICA DA MADEIRA ESTÁ
ASSOCIADA A TEOR DE LIGNINA E EXTRATIVOS.
IMPORTANTE AS ESTIMATIVAS DE MASSA SECA E
DE LIGNINA NA MADEIRA.
DESEJÁVEL É ENCONTRAR INDIVÍDUOS COM ALTA
DB, TEOR DE LIGNINA E EXTRATIVOS.
QUALIDADE DESEJADA
Madeira de elevada densidade básica,
baixo teor de cinzas, alto teor de lignina e
extrativos, baixa umidade e que possua
fibras de menor largura e parede mais
espessa.
Que estas características devam estar
associadas a madeira de elevado
incremento volumétrico.
OBRIGADO!