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Comportamento térmico, emissão de gases condensáveis e não condensáveis no processo de carbonização da madeira
(Brazilian Journal of Forestry Research, 2016-09-30) Canal, Wagner Davel; Carvalho, Ana Márcia Macedo Ladeira; Oliveira, Aylson Costa; Magalhães, Mateus Alves de; Cândido, Welliton Lelis; Fialho, Lucas de Freitas
O presente estudo foi realizado com o objetivo de avaliar a degradação térmica da madeira e a liberação de gases condensáveis e não condensáveis em sua carbonização. Utilizou-se madeira de Eucalyptus spp. com aproximadamente 7 anos de idade, proveniente de um teste clonal de uma empresa florestal, localizado em Divinésia, MG. Foram realizadas a análise termogravimétrica da madeira (TG/DTG) e carbonizações em mufla a fim de determinar o comportamento térmico da madeira e o fator de emissão dos gases não condensáveis e condensáveis (CO, CO2, CH4, H2, e licor pirolenhoso). Instalou-se o experimento a fim de se descrever as médias das emissões de gases não condensáveis e condensáveis. A degradação térmica da madeira seguiu comportamento inverso às emissões de dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano, hidrogênio e de líquido condensável. Pode-se concluir que a utilização de faixas teóricas de degradação da madeira na condução da carbonização, mesclando as curvas TG/DTG com a evolução de emissão dos gases da carbonização até temperaturas finais do processo pode contribuir para a redução da emissão de metano (principal gás de efeito estufa), por promover o controle da temperatura e aumentar o rendimento gravimétrico em carvão vegetal.
Efeito da carbonização da madeira na estrutura anatômica e densidade do carvão vegetal de Eucalyptus
(Ciência Florestal, 2016-04) Carvalho, Ana Márcia Macedo Ladeira; Pereira, Bárbara Luísa Corradi; Oliveira, Aylson Costa; Santos, Larissa Carvalho; Carneiro, Angélica de Cássia Oliveira; Magalhães, Mateus Alves de
O presente trabalho objetivou avaliar as modificações anatômicas que ocorrem com a carbonização da madeira e determinar as propriedades anatômicas, densidade básica da madeira e densidade aparente do carvão vegetal de clones de Eucalyptus, além de elucidar as possíveis correlações significativas existentes. A microscopia eletrônica de varredura foi efetuada nas seções transversal, longitudinal tangencial e longitudinal radial da madeira e do carvão vegetal. Neste, foi feita a análise morfológica dos poros e densidade aparente. De uma forma geral, as características anatômicas como forma de poros, raios e fibras da madeira apresentaram pouca ou nenhuma modificação devido à carbonização, e a superfície do carvão apresentou estruturas bem definidas. As modificações nos elementos celulares da madeira foram principalmente referentes aos parâmetros quantitativos, como espessura da parede das fibras e diâmetro dos poros. Os clones avaliados apresentaram densidade básica da madeira satisfatória para a produção de carvão vegetal. Os parâmetros anatômicos correlacionaram-se significativamente com a densidade básica da madeira e densidade aparente do carvão vegetal, destacando-se, neste estudo, a fração parede das fibras.
Effect of hydrothermal and freezing treatment on the physical and mechanical properties of Eucalyptus wood
(Revista Caatinga, 2017-10) Freitas, Fabiana Paiva de; Carvalho, Ana Márcia Macedo Ladeira; Carneiro, Angélica de Cássia Oliveira; Canal, Wagner Davel; Castro, Renato Vinícius Oliveira
Wood, in general, is a material with excellent properties; however, some features may limit its use. In this sense, various thermal treatments are emerging as alternatives to improve the technological properties of wood. In this context, this study aims at analyzing the effects of time and temperature (hydrothermal treatment and freezing) on the physical and mechanical properties of Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden. Three trees were selected, and only the heartwood was used to obtain the test body dimensions of 30 × 8 × 3 cm (length × width × thickness). The treatments were carried out at three temperatures of -20, 60, and 100°C, each at three exposure times (5, 10, and 15 h). Temperature treatment at -20°C was conducted in a domestic freezer, while the treatments at 60 and 100°C were administered in a Parr reactor, where the timber was submerged in water. Regardless of the exposure time, the timbers heat-treated at 100°C showed more efficiency, since this treatment unclogged the pores, reduced hygroscopicity, and promoted further darkening and uniformity of color, without changing the density and mechanical strength of the wood.
Estudo da adição da lignina kraft nas propriedades mecânicas dos briquetes de resíduos da indústria moveleira
(Ciência Florestal, 2017-07) Gouvêa, Adriana de Fátima Gomes; Carvalho, Ana Márcia Macedo Ladeira; Silva, Cláudio Mudadu; Carneiro, Angélica de Cássia Oliveira; Trugilho, Paulo Fernando; Freitas, Fabiana Paiva de; Valadares, Lumena Boroni; Gomes, Claudia Marcia; Costa, Emerson Belarmino
A fim de melhorar a eficácia global da produção de energia, uma estratégia é o modelo de biorrefinarias, em que todos os componentes de biomassa são totalmente utilizados para produzir uma gama de produtos de maior valor agregado. A lignina kraft é um dos produtos oriundos do processo de produção de celulose e que pode ser utilizado na confecção de materiais densificados. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento da adição da lignina extraída do licor negro kraft em briquetes confeccionados com resíduos da indústria moveleira na forma de maravalha e partículas de painéis; em diferentes proporções. Os briquetes foram produzidos em briquetadeira laboratorial, usando as temperaturas de 60, 75 e 90 oC. O tempo de compactação e resfriamento foi de 5 minutos e pressão 68,9 x 105 N.m-2 (1000 PSI). A qualidade dos briquetes foi avaliada em função da determinação da propriedade mecânica. Determinou-se a carga de ruptura dos briquetes. A adição de lignina kraft aos resíduos de madeira nas proporções e temperatura adequadas apresentou vantagens de aumento de resistência mecânica dos briquetes. A lignina kraft apresentou vantagens como aglutinante na produção de briquetes de resíduo de madeira na temperatura de compactação de 90 OC com adição de 20% de lignina kraft e temperaturas de 60 e 75 OC de compactação na proporção de adição de 40 e 60% de lignina kraft, respectivamente.
Estudo da degradação térmica da madeira de Eucalyptus através de termogravimetria e calorimetria
(Revista Árvore, 2013-05-07) Pereira, Bárbara Luísa Corradi; Carneiro, Angélica de Cássia Oliveira; Carvalho, Ana Márcia Macedo Ladeira; Trugilho, Paulo Fernando; Melo, Isabel Cristina Nogueira Alves; Oliveira, Aylson Costa
O objetivo deste trabalho foi avaliar a degradação térmica da madeira de diferentes clones de Eucalyptus, por meio de análises termogravimétrica (TG/DTG) e de calorimetria exploratória diferencial (DSC), estabelecendo-se suas relações com a produção de carvão vegetal. Foram utilizados seis clones de Eucalyptus spp. aos 7,5 anos de idade, provenientes de um teste clonal pertencente a uma empresa florestal. Foram realizadas as análises TG/DTG e DSC, sob atmosfera de gás nitrogênio. As curvas TG/DTG mostraram três faixas de degradação térmica, atribuídas à secagem da madeira e à degradação de hemiceluloses e celulose. Não foi detectada faixa específica de degradação de lignina. As curvas DSC evidenciaram um pico endotérmico entre as temperaturas de 50 e 100 ºC, o que pode ser atribuído à perda de água da madeira. A liberação de calor iniciou-se em temperaturas acima de 275 ºC, para todos os clones avaliados, sendo observados dois picos exotérmicos. As análises térmicas da madeira (TG/DTG e DSC) não apresentaram variações expressivas entre os clones. Conclui-se que, através das técnicas estudadas, é possível identificar as principais fases das reações de liberação ou absorção de energia e perda de massa, que estão diretamente ligadas à qualidade do carvão vegetal.
Methods for alleviation and reduction of the effects of growth stresses in Eucalyptus urophylla
(Revista Árvore, 2017-11-06) Silva, Juliana Cristina da; Carvalho, Ana Márcia Macedo Ladeira; Faria, Bruno de Freitas Homem de
There are many species of the Eucalyptus genus presents high levels of the growth stress. These stresses are mechanical efforts generated during the tree growth to help maintaining the balance of the cup in response to environmental and silvicultural agents. The stresses are responsible for the cracks of tops and for the warp after unfolding. The objective of this study was to test five different methods to minimize the effects of growth stress on the production of Eucalyptus urophylla sawlogs. The boards produced were then evaluated and measured for cracking, arching, curvature and cupping. The treatment with herbicide presented the smallest medium indexes of cracking (16.63 cm) and of arching (0.23 mm.m-1), while the medium curvature was smaller than observed in boards unfolded in 72 hours after the reduction of the trees (0.88 mm.m-1). Unfolding after ten days of harvesting represented the less efficient technique in the cracking control, curvature and arching. The cupping was not observed during boards processing. The herbicide application was more efficient in the reduction of the effects of the growth tensions.
Otimização da produção do carvão vegetal por meio do controle de temperaturas de carbonização
(Revista Árvore, 2013-05-24) Oliveira, Aylson Costa; Carneiro, Angélica de Cássia Oliveira; Pereira, Bárbara Luísa Corradi; Vital, Benedito Rocha; Carvalho, Ana Márcia Macedo Ladeira; Trugilho, Paulo Fernando; Damásio, Renato Augusto Pereira
Embora nos últimos anos diversas pesquisas tenham sido desenvolvidas com o intuito de melhorar os índices de qualidade da madeira (densidade básica, composição química), grande parte da produção brasileira de carvão ainda ocorre em fornos com baixo rendimento gravimétrico e com emissões de gases poluentes. Na tentativa de alterar esse cenário, este trabalho objetivou avaliar o funcionamento de um sistema forno-fornalha e também o ajuste de faixas de controle da carbonização em função do tempo e da temperatura, levando-se em consideração a degradação térmica da madeira, com vistas a maximizar o rendimento em carvão vegetal. Foram construídos três fornos circulares de alvenaria acoplados a uma fornalha, para queima dos gases gerados durante a carbonização. O controle da carbonização foi realizado através da mensuração da temperatura interna com sensor infravermelho. De acordo com os resultados, o controle da carbonização realizado com base nas faixas de carbonização proporcionou rendimento médio de 33% de carvão, 8% de atiço e 3% de finos. A fornalha mostrou-se eficiente na redução de emissão de fumaça para o ambiente, funcionando durante um terço do tempo de carbonização. Conclui-se que o sistema forno-fornalha apresenta produção satisfatória de carvão vegetal, com baixa emissão de fumaça durante a carbonização da madeira.
Preservative treatment of fence posts evaluation through photocolorimetry segmentation performance
(Revista Árvore, 2016-05-30) Boschetti, Walter Torezani Neto; Vieira, Diego Mariano; Moulin, Jordão Cabral; Lopes, Dercílio Junior Verly; Paes, Juarez Benigno; Carvalho, Ana Márcia Macedo Ladeira
The research object was evaluating the quality of preserving treatment of Eucalyptus sp. fence posts by the sap substitution method and comparing the penetration through the traditional and photocolorimetry segmentation methods. The fence posts, 2,0 meters long and with a diameter between 8 and 12 cm, were exposed to 2, 3 and 4% concentrations of CCB based-product active ingredients for 10 days. The penetrations were analyzed using two methodologies, one by the Image Pro Plus 4.5 software, using photocolorimetry segmentation method performance, and by analyzing the product retention in four positions of the treated fence posts. The treatment submitted pieces attained low penetration and, thus, the retention values were less than the required for direct contact with the ground. On the other hand, the proposed photocolorimetry segmentation methodology was efficient and could be an alternative to determine a more precise and fast penetration.
Properties of charcoal produced from reaction wood in trees inclined due to wind
(Revista Árvore, 2017-11-30) Boschetti, Walter Torezani Neto; Pereira, Matheus Perdigão de Castro Freitas; Soratto, Deborah Nava; Boa, Ana Carolina; Carneiro, Angélica de Cássia Oliveira; Vidaurre, Graziela Baptista; Carvalho, Ana Márcia Macedo Ladeira
Inclined trees produce reaction wood, whose properties are distinct from normal wood. This situation can affect the production of charcoal. This study was conducted to evaluate the quality of charcoal derived from reaction wood in trees of a commercial plantation inclined due to the action of wind. We used six year old wood from a Eucalyptus grandis xEucalyptus urophylla hybrid from plantations located in Minas Gerais. The physical and chemical properties of the wood were determined as well as the gravimetric yield and charcoal properties. According to the results, there were significant differences between the properties of the reaction and normal wood, with the reaction wood having lower levels of lignin and extractives, greater holocellulose content and low specific gravity. However, these characteristics of reaction wood did not significantly affect the properties of its charcoal.
Propriedades da madeira e estimativas de massa, carbono e energia de clones de Eucalyptus plantados em diferentes locais
(Revista Árvore, 2012-06-04) Santos, Larissa Carvalho; Carvalho, Ana Márcia Macedo Ladeira; Pereira, Bárbara Luísa Corradi; Oliveira, Aylson Costa; Carneiro, Angélica de Cássia Oliveira; Trugilho, Paulo Fernando
As diferentes espécies de Eucalyptus são aptas para os mais diversos usos, sendo sua madeira amplamente empregada na geração de energia a partir da sua queima direta na forma de lenha ou da sua conversão em carvão vegetal. Além das propriedades da madeira, informações a respeito da estimativa de massa, carbono fixado e quantidade de energia disponível por área de plantio são importantes para a previsão da quantidade de produtos a ser gerada por material genético em dado local. Diante da importância que a matéria-prima, no caso a madeira, tem na produção de energia, este estudo objetivou, principalmente, estimar a massa, carbono e energia da madeira de três clones de Eucalyptus em diferentes locais, com o intuito de direcionar os clones que melhor se adaptam aos locais avaliados. Observou-se relação positiva entre incremento médio anual e acúmulo de massa de matéria seca de madeira, massa de carbono e energia. Não se verificou relação entre o local e a densidade, e não houve diferença significativa para poder calorífico superior entre os diferentes materiais. Os clones 1 e 3 apresentaram melhor desenvolvimento em Turmalina. Em Itacambira, os melhores resultados foram obtidos com o clone 2.
Propriedades de chapas fabricadas com partículas de madeira de paricá (Schyzolobium amazonicum Huber ex. Ducke) e fibras de coco (Cocos nucifera L.)
(Revista Árvore, 2009-10-14) Colli, Andrea; Vital, Benedito Rocha; Carneiro, Angêlica de Cássia Oliveira; Silva, José de Castro; Carvalho, Ana Márcia Macedo Ladeira; Lucia, Ricardo Marius Della
Este trabalho teve como objetivo determinar as propriedades de chapas fabricadas com partículas de madeira de paricá (Schyzolobium amazonicum Huber ex. Ducke), às quais foram adicionadas diferentes proporções de fibras de coco (Cocos nucifera L.). As chapas foram fabricadas com 6 ou 8% de adesivo, à base de ureia-formaldeído e tendo como meta uma massa específica de 360 kg/m3. Observou-se que a adição de fibras de coco não afetou a estabilidade dimensional, higroscopicidade e absorção de água, porém aumentou significativamente as demais propriedades. As chapas fabricadas com 8% de adesivo foram mais estáveis e mais resistentes do que aquelas feitas com 6% de adesivo.
Propriedades de chapas tipo OSB, fabricadas com partículas acetiladas de madeiras de Eucalyptus grandis, Eucalyptus urophylla, Eucalyptus cloeziana e Pinus elliottii
(Revista Árvore, 2006-04-05) Cabral, Carla Priscilla Távora; Vital, Benedito Rocha; Lucia, Ricardo Marius Della; Pimenta, Alexandre Santos; Soares, Carlos Pedro Boechat; Carvalho, Ana Márcia Macedo Ladeira
Este trabalho teve como objetivo avaliar as propriedades de chapas de 0riented Strand Board (OSB), fabricadas com flocos de madeira de Eucalyptus grandis, Eucalyptus urophylla e Eucalyptus cloeziana e oriundas dos Municípios de Ponte Alta e Três Marias, no Estado de Minas Gerais. As massas específicas básicas das três espécies de eucaliptos das duas regiões foram, respectivamente: Ponte Alta (0,55; 0,61; e 0,70 g/cm³) e Três Márias (0,56; 0,58; e 0,69 g/cm³). Quando necessário, para manter as massas específicas das chapas próximas de 0,70 g/cm³ foram acrescentadas às partículas de madeira de eucalipto partículas de madeira de Pinus elliottii, oriundo da cidade de Viçosa, com massa específica de 0,45 g/cm³. Os flocos foram gerados nas dimensões médias de 90,00 x 20,00 x 0,46 mm. O adesivo utilizado foi o fenol-formaldeído, na proporção de 8% de sólidos, em relação à massa seca de partículas. Parte dos flocos de eucaliptos foram acetilados. As chapas foram prensadas à temperatura de 170 °C e 32 kgf/cm² de pressão. As propriedades das chapas foram determinadas segundo as normas da ABNT NBR 14810-3 (2002) e ASTM-D 1037 (1991). Os resultados foram comparados utilizando-se as normas ANSI/A – 208.1 (1993) e CSA 0437-93 (1993). As chapas contendo partículas acetiladas foram mais estáveis e adsorveram menos umidade. Na tração perpendicular, observou-se que as chapas contendo 100% de flocos acetilados apresentaram resultados inferiores ao estipulado pela norma CSA O437-0/93 (1993). A resistência ao arrancamento de parafuso, módulo de ruptura (paralelo e perpendicular) e compressão longitudinal (perpendicular), foi reduzida pela acetilação nas chapas contendo 100% dos flocos acetilados. As espécies que apresentaram, numericamente, as maiores médias para resistência mecânica foram: Eucalyptus grandis não acetilado (dureza Janka) e Eucalyptus cloeziana misturado com Pinus sp (módulo de ruptura). Somente a resistência à compressão longitudinal foi afetada pela região de origem da madeira. Os painéis fabricados com madeira de Eucalyptus urophylla, oriunda do Município de Três Marias, tiveram médias inferiores aos das chapas feitas com a mesma espécie, porém oriundas do Município do Rio Doce.
Quantification of forestry and carbonization waste
(Renewable Energy, 2017-04) Castro, Ana Flávia Neves Mendes; Castro, Renato Vinícius Oliveira; Carneiro, Angélica de Cássia Oliveira; Carvalho, Ana Márcia Macedo Ladeira; Silva, Cláudio Homero Ferreira da; Cândido, Welliton Lelis; Santos, Rosimeire Cavalcante dos
The objective of this work was the quantification of above ground total biomass of the Eucalyptus forest at cutting age, divided into its main parts and to quantify the biomass loss during the steps of cutting, extraction, drying, transport and transformation of wood into charcoal. For this, a Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis stand, at the 79 months age, was evaluated. Sixty trees were selected to be scaled, and samples of leaves and branches collected; of these 60 trees, 15 were selected for wood and bark basic density determination. To determine the bark loss 100 logs of 3 m long were selected at 3 different logs movement stages: the field edge, the courtyard of CPU and the oven. The biomass stock of the Eucalyptus forest was 145.99 t ha−1, and 11.67% was in the form of harvest waste, and presents potential for use mainly for heat and electricity generation. The total bark loss was 25.7%, and the first step that generated the greatest loss of bark, when the wood is still on the edge of the field.