Resumos Expandidos
INFLUÊNCIA DO TEOR DE UMIDADE DA MADEIRA
DE BRACATINGA (MIMOSA SCABRELLA) NO USO ENERGÉTICO
Gustavo Friederichs 1; Martha Andreia Brand 2; Tássio Dresch Rech 3;
Adriel Furtado de Carvalho 4; Larissa Cardoso Küster 5
2
1
Graduando em Engenharia Florestal, CAV/UDESC ([email protected])
Professora do Departamento de Engenharia Florestal, CAV/UDESC ([email protected])
3
Pesquisador da Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina,
Lages/EPAGRI ([email protected])
4
Mestre em Engenharia Florestal, CAV/UDESC ([email protected])
5
Graduanda em Engenharia Florestal, CAV/UDESC ([email protected])
Introdução e Objetivo
Na paisagem natural, associada ao pinheiro-do-Paraná Araucaria angustifolia está a
Bracatinga Mimosa scabrella Benth., espécie
florestal de ciclo curto, com um crescimento rápido nos primeiros anos de vida.
Fomentos florestais relacionados ao uso
da bracatinga como opção energética iniciaram na década de 30 [1].
A qualidade da madeira utilizada para tal
finalidade, pode ser ditada pela genética,
ambiente, e tratamentos aplicados. Dentre
os fatores que determinam a qualidade,
está a secagem. A secagem da madeira inicia desde as etapas de silvicultura e colheita
e transporte florestal.
Brand [2] destaca que fatores como a época do ano em que a floresta será colhida,
classificação das toras, formação das pilhas
e o tempo ideal de estocagem para cada espécie, são determinantes da qualidade da
madeira para uso energético.
Lima & Garcia [3] destacam que a umidade da madeira, pouca importância tem
recebido e há escassez, principalmente no
Brasil, de informações sobre a influência
do manejo florestal na variabilidade intra
e entre árvores dessa propriedade e, também, sua relação com as fases de transporte, processamento, secagem e preservação
da madeira.
Além disto, a secagem da lenha reduz os
custos de corte e de transporte, já que me-
nores volumes serão necessários para gerar
a mesma quantidade de energia [4].
O objetivo do presente estudo foi analisar
a influencia do teor de umidade da madeira
de Bracatinga (Mimosa scabrella) no seu uso
energético.
Material e Métodos
Para a realização do presente estudo, foram necessárias 3 coletas de campo, nas
quais foram obtidas 5 amostras de seções
de fustes de Bracatinga (Mimosa scabrella)
em diferentes propriedades rurais e datas.
Todos os produtores rurais participantes
das coletas são adeptos ao sistema de uso
alternativo do solo roça de toco, e são cadastrados no Projeto Rede Sul Florestal:
PD&I em sistemas florestais e produção
de energia na agricultura familiar.
As seções estavam empilhadas, estocadas
para secagem ao ar, ao lado de fornos de
carbonização e foram coletadas no momento em que seriam carbonizadas
As seções de fuste utilizadas para composição das amostras apresentaram 1 metro
de comprimento e diâmetro mínimo de 8
centímetros. As amostras foram embaladas em sacos plásticos e encaminhadas ao
Laboratório de Tecnologia da Madeira da
Universidade do Estado de Santa Catarina
(UDESC/Lages).
As análises realizadas foram o teor de umi-
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3º Encontro Brasileiro de Silvicultura
dade pela norma NBR 14929 [5], densidade básica da madeira pela norma NBR
11491 [6] e poder calorífico superior pela
norma DIN 51900 [7].
Para a obtenção de dados teóricos de poder calorífico inferior, líquido e volumétrico foram utilizadas equações já estabelecidas, citadas por Brand [8].
Resultados e Discussão
O Quadro 1 apresenta as variáveis obtidas
através das análises de laboratório. O Quadro 2 apresenta as variáveis obtidas através
de equações supracitadas.
Quadro 1. Teor de umidade na base úmida, densidade básica da madeira e poder
calorífico líquido de 7 amostras de Bracatinga (Mimosa scabrella).
Amostra
TUbu
Db
PCS
1
34
622
4127
2
51
507
4100
3
46
601
4539
4
17
544
4656
5
19
617
4577
Média
33
578
4400
Onde: TUbu: teor de umidade na base
úmida, %; Dbm: densidade básica da madeira, kg m-3; PCS: poder calorífico superior, kcal kg-1;
Quadro 2. Poder calorífico inferior, poder
calorífico líquido e poder calorífico volumétrico de 7 amostras de Bracatinga (Mimosa scabrella).
Amostra
PCI
PCL
PCV
1
3803
2306
1434
2
3776
1544
783
3
4215
2000
1202
294
4
4332
3494
1900
5
4253
3331
2055
Média
4076
2535
1475
Onde: PCI: poder calorífico inferior, kcal
kg-1; PCL: poder calorífico líquido, kcal kg1
; PCV: poder calorífico líquido volumétrico, Mcal m-3;
Observa-se no Quadro 1 que o teor de
umidade da madeira de Bracatinga (Mimosa scabrella) teve variação de 34% entre as
amostras. Pode-se supor que as amostras
apresentaram diferentes períodos de secagem ao ar (estocagem). Brand [8] destaca
que teores de umidade abaixo de 30% são
aceitáveis para o uso energético.
Sturion & Tomaselli [3] destacam que a redução do teor de umidade da madeira de
Bracatinga ocorre drasticamente até o 3
mês após o corte, e então estabilizando-se.
A densidade básica da madeira variou de
507 kg m-3 a 622 kg m-3. Diversos autores
mencionam que essa variação pode estar
relacionada à fatores genéticos e ambientais que estimulem a deposição de componentes químicos nas células de xilema
secundário.
A energia liberada na combustão da madeira é representada pelo poder calorífico.
O poder calorífico superior da madeira de
Bracatinga (Mimosa scabrella) teve variação
igual a 556 kcal kg-1. Esse parâmetro permite determinar a quantidade máxima de
energia que um combustível é capaz de
liberar. Brand [8] destaca que em termos
práticos, a diferença superior a 300 kcal
kg-1, pode classificar fontes de biomassa
florestal diferentemente quanto ao poder
calorífico superior.
O poder calorífico inferior (Quadro 2)
apresenta a energia resultante da subtração
do gasto calórico necessário para a eliminação do hidrogênio de constituição da
madeira (≈6%), representando a energia
Resumos Expandidos
disponível ao teor de umidade de 0%. Para
a madeira de Bracatinga (Mimosa scabrella),
o poder calorífico líquido teve variação de
1950 kcal kg-1, sendo a que o maior valor
foi encontrado para a Amostra 4 (3494 kcal
kg-1). A Amostra 2, que apresentou poder
calorífico superior de 3776 kcal kg-1, teve
seu potencial reduzido a menos da metade
desse valor (1544 kcal kg-1). Desta forma,
a aquisição de madeira de Bracatinga, com
teor de umidade superior a 50% acarretará na perda de aproximadamente 60% da
energia por unidade de massa, se comparada àquela com teor de umidade de 0%.
O poder calorífico volumétrico, que relaciona o poder calorífico líquido e a densidade básica da madeira apresenta a quantidade de energia líquida por unidade de
volume de Bracatinga (Mimosa scabrella). A
variação do poder calorífico volumétrico
foi de 1272 Mcal m-3. O teor de umidade
da madeira foi a propriedade que causou a
variação supracitada.
A Amostra 5, cujo teor de umidade foi de
19%, apresentou poder calorífico volumétrico de 2055 Mcal m-3, sendo a sua energia resultante superior em 262%, quando
comparada à Amostra 2 (teor de umidade
de 51%).
Portanto, à uma demanda energética constante, a redução do teor de umidade, desde
as fases de silvicultura e colheita, deverá
requisitar uma área menor para ser suprida.
Conclusão
Com os resultados obtidos no presente estudo pode-se concluir que o elevado teor
de umidade da madeira de Bracatinga (Mimosa scabrella) resulta na redução do poder
calorífico líquido e volumétrico. A redução
acarreta no consumo de maior quantidade
de madeira para atender à determinada demanda energética local.
Formas de manejo do teor de umidade
devem ser iniciadas nas etapas de silvicultura, prolongando-se até a utilização final
da madeira.
Referências
[1] EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Centro Nacional de Pesquisa de Florestas. Manual
técnico da Bracatinga. Curitiba, PR. 88p.
1988.
[2] BRAND, M.A. Qualidade da biomassa florestal para uso na geração de
energia em função da estocagem. Curitiba, PR, 2007. 169p. Tese de Doutorado
(Ciências Florestais). Universidade Federal
do Paraná, Curitiba, 2007.
[3] STURION, J.A.; TOMASELLI, I. Influência do tempo de estocagem de lenha
de Bracatinga na produção de energia. Boletim de Pesquisa Florestal, Colombo, n.
21, p.37-47, dez. 1990.
[4] LIMA, I.R; GARCIA, J.N. EFEITO
DO DESBASTE NO TEOR DE UMIDADE NATURAL DA MADEIRA DE
Eucalyptus grandis Hill ex Maiden. Ciência da Madeira (Braz. J. Wood Sci.), Pelotas/RS, v. 03, n. 01, mai/2012.
[5] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE
NORMAS TÉCNICAS. NBR 14929: Madeira, determinação do teor de umidade de
cavacos, método por secagem em estufa.
Rio de Janeiro, 2003.
[6] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE
NORMAS TÉCNICAS. NBR 11491: Determinação da Densidade Básica. Rio de
Janeiro, 2003b.
[7] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG e. V. DIN 51900: Determining the
gross calorific value of solid and liquid
fuels using the bomb calorimeter, and
calculation of net calorific value. Berlim,
2000.
[8] BRAND, M. A. Energia de Biomassa Florestal. Rio de Janeiro, Interciência.
114p. 2010.
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