CARACTERÍSTICAS DO CARVÃO DE Handroanthus serratifolius (Vahl) S.Grose (Bignoniaceae) E Cedrelinga catenaeformis Ducke (Fabaceae)

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1 1 EIXO TEMÁTICO: CIÊNCIAS FLORESTAIS CARACTERÍSTICAS DO CARVÃO DE Handroanthus serratifolius (Vahl) S.Grose (Bignoniaceae) E Cedrelinga catenaeformis Ducke (Fabaceae) RESUMO O carvão vegetal é um produto de importância na economia brasileira, sendo ele utilizado como fonte de energia renovável e redutora dentro do setor siderúrgico. O Brasil se caracteriza por ser o maior produtor e o segundo maior consumidor mundial de carvão vegetal e boa parte de sua produção destina-se para a fabricação ferro-gusa. O presente trabalho tem como objetivo caracterizar o resíduo madeireiro das espécies Handroanthus serratifolius e Cedrelinga catenaeformis e verificar sua potencialidade para uso como carvão vegetal carvão, segundo suas características: (i) contração (linear e volumétrica), (ii) rendimento gravimétrico e (iii) análise imediata (teores de material volátil, cinzas e carbono fixo). Os resultados obtidos evidenciaram que os resíduos das duas espécies coletadas se mostraram eficazes para a produção de carvão vegetal, por conterem baixos teores de materiais voláteis e cinzas, e elevado teor de carbono fixo. Palavras Chave: Carvão Vegetal, Retratilidade, resíduos. 1. INTRODUÇÃO O Brasil é um dos países que mais produz e consome carvão vegetal no setor industrial em todo o mundo. Esse carvão tem como principal destino as siderúrgicas, sendo 84% do carvão utilizado para redução mineral de ferro a ferro-gusa o restante é destinado a outras indústrias e para uso doméstico (BRASIl, 2010). Nas últimas décadas, com implantação do Projeto Grande Carajás, aconteceu um aumento significativo no consumo de carvão vegetal devido ao uso no próprio complexo e em outras siderúrgicas que se instalaram na região tendo como finalidade realizar a redução do minério de ferro em ferro-gusa (MONTEIRO, 2006). As siderúrgicas têm crescentes demandas por carvão vegetal, devido à sua importância tecnológica em alguns fundidos quem tem como principal matéria prima o ferro-gusa, que é isento de enxofre, elemento químico encontrado no carvão (FERREIRA, 2000). Apesar de haver um crescente uso de carvão de florestas plantadas para abastecer esse processo, ainda ocorre no cerrado mineiro á exploração de florestas nativas para carvão. Devido reunir a maioria das siderúrgicas brasileiras (ABRAF, 2012). As indústrias siderúrgicas brasileiras na sua atualidade usam aproximadamente de 35% a 50% de carvão vegetal proveniente de florestas nativa (COSTA et al., 2014).

2 2 Na década de 90, nas florestas plantadas, tomando como base o uso de matas nativas para produzir carvão vegetal não houve uma evolução significativa no quesito ambiental. Mas a partir dos anos de 2000 as áreas de florestas plantadas passou crescer em relação á década anterior, mas não ocorrendo no aumento das demandas siderúrgicas (PINHEIRO et al., 2006). No Brasil já se pode ver o aumento das florestas plantadas, que futuramente poderá reverte o uso de nativas no processo de carbonização vegetal para a indústria. O eucalipto tem um destaque nesses plantios destinados à produção de carvão vegetal, devido á rusticidade, produtividade a as propriedades da madeira (SANTOS; HATAKEYAMA, 2012). Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar e caracterizar o carvão vegetal dos resíduos de duas espécies nativas oriundas do sudeste paraense quanto à qualidade do carvão dessas espécies visando o uso energético. 2. MATERIAL E MÉTODOS Para execução deste trabalho foram obtidas de uma movelaria localizada no município de Marabá, sudeste do Pará, (05º 22' 07" S e 49º 07' 04" W). As mesmas são representativas de duas espécies nativas da Amazônia brasileira, Handroanthus serratifolius (vahl) S.Grose (Bignoniaceae) e Cedrelinga catenaeformis Ducke (Fabaceae). O município de Marabá está inserido mesorregião do Sudeste paraense, da região de Carajás. Esta região caracteriza-se por ser uma das maiores responsáveis pela exploração de espécies nativas para fins siderúrgicos e denunciada pela ONU por práticas de escravagismo. A vegetação predominante é Floresta Ombrófila Densa, com características de floresta tropical, típico do bioma Amazônico. Este trabalho tem uma grande importância ecológica uma vez que se verifica a possibilidade de utilização de resíduos da indústria de madeira, evitando assim, cortes desnecessários de indivíduos em pé, como produto redutor da indústria siderúrgica (maior mercado consumidor de carvão vegetal da região).

3 3 Figura1: localização da movelaria. Fonte: Google Maps, As amostras (Figura A) foram cortadas com as dimensões de 2x2x3 cm e orientadas segundo os planos de corte da madeira, sendo plano transversal, longitudinal tangencial e longitudinal radial. Posteriormente, inseridas em estufa de circulação forçada Nova Ética 2588 (Figura B) a 105±2 ºC por 24 horas. As amostras foram envoltas em papel alumínio, de forma a limitar contato das amostras com oxigênio, e inseridas em forno Mufla Jung 0412 com controle de temperatura (Figura C). Para este trabalho foi utilizada uma temperatura final de 600º C, com 2,5º C. min. -1 de incremento, com 60 minutos para estabilização após atingir a temperatura final.

4 4 Depois de carbonizadas (Figura D), as amostras foram retiradas e colocadas no dissecador por 15 minutos. Logo após, foram pesadas em balança semi-analítica Instrutherm, BD-650 (Figura F) e mensuradas com paquímetro digital MTX com precisão de 0,0001 mm (Figura E). Figura 2: A. Corpos de prova acima Ipê; abaixo Cedro; B. Estufa; C. Mufla; D. Dessecador; E. Amostras após a carbonização; F. Mensuração dos três planos anatômicos da amostra com paquímetro digital; G. Balança Semi-Analítica. A B C D E F Fonte: Autoral, Não existem na literatura especializada recomendações para analisar contrações lineares e volumétricas de amostras antes e após o processo de carbonização. Diante disso foi usado o procedimento de ensaio da NBR 7190 (ABNT, 1997). A análise imediata seguiu a norma da NBR 8112 (ABNT, 1986), sendo a determinação do teor de cinzas feita de acordo com a norma NBR 8289 (ABNT, 1983) e a do teor de carbono fixo pela NBR 8299 (ABNT, 1983).

5 Porcentagem (%) A interdisciplinaridade na Educação, Saúde, Meio 5 3. RESULTADOS E DISSCUSSÃO O descarte inadequado de resíduos madeireiros de movelaria e serrarias está se tornando cada vez mais aproveitado pelo setor energético, uma vez que são utilizados para produção de carvão vegetal. Dessa forma é perceptível a importância do reaproveitamento de tais resíduos visando à diminuição de desbaste de nativas para produção ilegal de produtos energéticos. Estes devem ser analisados para saber o seu potencial de combustão, e se podem ou não serem produzidos em grande escala, para abastecer o setor industrial. A diferença das espécies está na reação destas aos testes em que foram submetidas. Os resultados são mostrados nos gráficos a seguir. Figura 3: Gráfico ilustrando os teores de materiais voláteis (MV), cinzas (TC) e carbono fixo (CF), em média, obtidos após a análise imediata ,43 20,00 Materiais Volateis 1,98 Cinzas 3,46 76,58 76,54 Carbono Fixo Análise Imediata C. catenaeformis H. serratifolius

6 6 Fonte: Autoral, 2017 Os resultados obtidos por meio da análise imediata evidenciaram, para espécie de Cedrelinga catenaeformis, um teor médio de 21,42% de materiais voláteis (MV) com 6,27 de desvio padrão (DP); 1,98% de cinza (TC) com 0,71 (DP); e para o parâmetro de carbono fixo (CF) um teor de 76,58% (DP de 6,35). Silva et al. (2007) encontraram, para três espécies nativas amazônicas (Manilkara amazônica, Lecythis pisonis Piptademia suaveolens, valores semelhantes aos determinados neste trabalho, sendo: 24,71; 26,00 e 24,44% (MV); 0,8; 1,5 e 1,5% (TC) e 74,49; 72,66 e 74,02% (CF), respectivamente. Na espécie Handroanthus serratifolius verificouse 20% de MV (DP de 2,89); 3,54% de TC (DP de 2,24) e 76,54% de CF (DP de 3,83). Brand et. al. (2013) encontraram para a espécie.. Figura 4: Gráfico mostrado a média de rendimento gravimétrico (RG), contração transversal (CTr), contração tangencial (CTg), contração radial (CR) e contração volumétrica (CVol) adquiridos após a análise imediata.

7 Porcentagem (%) A interdisciplinaridade na Educação, Saúde, Meio , ,74 31,41 16,48 24,49 24,06 10,25 4,714 16,03 38,29 0 RG CTr CTg CR Cvol Análise Imediata C. catenaeformis H. serratifolius Fonte: Autoral, As espécies analisadas tiveram reações diferentes quando submetidas aos testes, e tal resultado pode conferir uma disparidade grande quanto ao aspecto de fornecimento de energia, a iniciar pelos diferentes níveis de contração dos corpos de prova. Ressalta-se ainda que os níveis de contração das espécies florestais alteram diretamente no desempenho energético da mesma, tendo como fator principal a diferença nos valores de densidade da madeira. A análise imediata evidenciou para a espécie Cedrelinga catenaeformis, rendimento gravimétrico (RG) de 30,74 %; contração transversal (CTr) de 16,48%; contração tangencial (CTg) de 10,25%; contração radial (CR) de 4,14%; e contração volumétrica (CVol) de 38,28%. Nones et. al. (2015) trabalhou com a espécie Eucalyptus benthamii e encontrou para RG uma média de 35%. Já Teixeira (1982), estudando a espécie Anadenanthera peregrina (L.) Speg, encontrou para o parâmetro CTr de 0,43%; CTg de 6,25%; CR de 3,19% e CVol de 9,63%. Nas amostras da espécie Handroanthus serratifolius foram encontrados 31,40% de RG, 24,48% de Ctr, 24,05% de Ctg, 16,02% de (CR), e 55,57% de CVol. Souza (2013) trabalhando com a espécie de Eucalyptus saligna encontrou o valor médio de 28,61% RG. Os autores McGinnes et. al. (1971) estudando a espécie Quercus alba encontraram valores médios de 25,68% de CTr, 11,43% Ctg, 15,45% CR e 44,60% para CVol.

8 8 4. CONCLUSÃO Os resultados demonstraram que os resíduos de madeira das espécies de C. catenaeformis e H. serratifolius são indicados para produção de carvão vegetal, pois apresentarem um teor elevado de carbono fixo (acima de 70%) e possuem baixos valores de materiais voláteis e teor de cinza. Diante desses resultados, avalia-se que o uso dessas espécies pode fomentar de forma positiva na indústria de produção de energia. Além disso, a utilização de rejeitos madeireiros das espécies comercializadas para a produção de carvão vegetal ajuda a preservar espécies, evitandose o corte de árvores em pé, uma vez que o resíduo se configura como uma excelente matéria prima para carbonização, agregando valor ao que era considerado descartável, tornando esse material em produto. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. Carvão mineral - Determinação do teor de matérias voláteis. NBR8290 (MB1892), ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. Carvão mineral - Determinação do carbono fixo. NBR8299 (MB1899), ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. Carvão Vegetal - Análise Imediata. NBR (MB1857), Outubro ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. Projeto de estruturas de madeira. NBR Associação Brasileira de Normas Técnicas. Carvão mineral - Determinação do teor de cinzas. NBR8289 (MB1891), BRASIL. Ministério de Minas e Energia. Balanço energético nacional. Brasília, p.

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