Engenheiro Florestal, Mestrando em Solos e Nutrição de Plantas, UFPI/Universidade Federal do Piauí,

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1 Rendimento Gravimétrico Da Amburana E Faveira Em Função Da Densidade Básica E Posição De Amostragem Emanuel França Araújo (1) ; José Benedito Guimarães Junior (2) ; Rosalvo Maciel Guimarães Neto (3) ; Adriano Saraiva Aguiar (4) ; Karla Nayara Santos de Almeida (5) (1) Engenheiro Florestal, Mestrando em Solos e Nutrição de Plantas, UFPI/Universidade Federal do Piauí, emanuelfa.bj@hotmail.com; (2) Engenheiro Florestal, Professor Dr. em Ciência e Tecnologia da Madeira, UFG/Universidade Federal de Goiás, jbguimaraesjr@hotmail.com; (3) Professor, UFPI/Universidade Federal do Piauí, rmgnetto@yahoo.com.br; (4) Engenheiro Florestal, UFPI/Universidade Federal do Piauí, adrianoaguiar2@hotmail.com; (5) Engenheira Florestal, Mestranda em Solos e Nutrição de Plantas, UFPI/Universidade Federal do Piauí, karlanayara02@yahoo.com.br. RESUMO O interesse na utilização de novas espécies arbóreas que forneçam madeira para produção de energia vem aumentando devido à necessidade de melhores rendimentos de produção e na busca melhores propriedades da madeira destinada a esses fins, necessitando de uma caracterização adequada. O objetivo deste trabalho foi analisar o rendimento em carvão vegetal em função da densidade básica das madeiras de Amburana cearensis (amburana) e Parkia platycephala (faveira) e das diferentes posições longitudinais de amostragem. Foram coletadas três árvores por espécie, dos quais foram retirados discos com espessuras de 5 cm nas posições de 0, 25, 50, 75 e 100% da altura comercial do tronco. Foram determinados a densidade básica da madeira e o rendimento gravimétrico. Os dados foram analisados e correlacionados por meio de regressão. A amburana apresentou correlação negativa entre o rendimento gravimétrico e densidade básica da madeira. Já a faveira não apresentou correlação entre essas propriedades. Observou-se a influência da posição longitudinal de amostragem no rendimento gravimétrico na madeira de amburana. A faveira apresentou um aumento do rendimento gravimétrico a partir da posição 25%. Os maiores rendimentos foram obtidos nas posições mais elevadas do tronco para ambas as espécies. Palavras-chave: Amburana cearensis, Parkia platycephala, carvão. INTRODUÇÃO A qualidade da madeira é um fator de extrema importância quando o objetivo é a produção de carvão vegetal com alto rendimento, baixo custo e elevada qualidade. No entanto, as madeiras de muitas espécies florestais apresentam grande variabilidade tanto no sentido radial quanto no sentido longitudinal, podendo influenciar na qualidade deste biocombustível. Contudo, observa-se a ausência na literatura de trabalhos relacionados à produção de carvão em função do sentido base-topo (PROTÁSIO et al., 2011). A madeira usada como matéria-prima para a produção de carvão vegetal destinado a siderurgia no país tem sido tradicionalmente obtida de florestas nativas e de florestas plantadas. As vantagens da seleção de espécies nativas para a produção de energia é a adaptabilidade ao clima e solo da região de origem, a custos convenientes, desde quando explorado sob o regime de manejo. - Resumo Expandido - [1152] ISSN:

2 Pela enorme heterogeneidade de vegetação, a área de transição entre os biomas Cerrado- Caatinga do estado do Piauí proporciona um ecossistema muito diversificado e muito rico em espécies lenhosas. Entre elas estão à amburana, árvore típica da caatinga nordestina e a faveira, espécie característica do cerrado stricto sensu. Espécies com relevante importância econômica, comercial, social, medicinal para a região Nordeste (LORENZI, 2002; FIGUEIREDO et al., 2008). Neste contexto este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da densidade básica da madeira e da posição longitudinal do tronco sobre o rendimento gravimétrico em carvão a partir de árvores de Amburana cearensis e Parkia platycephala oriundas da região sul do estado do Piauí. MATERIAL E MÉTODOS Coleta das amostras O material utilizado foi proveniente de árvores das espécies Amburana cearensis e Parkia platycephala, coletadas na fazenda Impoeira, empresa Bee happy, localizada no município de Curimatá, região sul do estado do Piauí. Depois de selecionadas, foram abatidas três árvores por espécie estudada. De cada indivíduo, foram retirados discos com espessuras de 5 cm nas posições de 0, 25, 50, 75 e 100% da altura comercial do tronco. Os discos foram encaminhados ao Laboratório de Tecnologia de Produtos Florestais da UFPI, campus CPCE. Determinação da densidade básica da madeira A determinação da densidade básica da madeira foi obtido pelo método de deslocamento através imersão das peças em água em que: básica = Carbonização Massa seca Equação 1. Volume saturado A carbonização foi realizada em um forno elétrico (tipo mufla) com controle de temperatura. A temperatura inicial foi de 100 C e a temperatura máxima atingida foi de 450 C o tempo total de carbonização foi de 4 horas. Rendimento Gravimétrico O rendimento gravimétrico foi encontrado a partir do quociente entre a massa de carvão e a massa de madeira seca, conforme observado na Equação 2. Massa do carvão Rendimento Gravimétrico = Massa da madeira seca x100 Equação 2. Análise dos resultados Os dados com os valores de rendimento gravimétrico e os valores de densidade básica, para as diferentes alturas foram analisados e correlacionados por meio de regressão. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Figura 1 mostra os valores de rendimento gravimétrico em carvão da em resposta à variação da densidade básica da madeira de Amburana cearensis. - Resumo Expandido - [1153] ISSN:

3 Rendimento gravimétrico (%) Rendimento gravimétrico (%) 37,00 36,00 35,00 34,00 33,00 32,00 y = -23,438x + 44,653 R² = 0, ,00 0,41 0,46 0,51 0,56 Densidade básica (g/cm³) FIGURA 1. Rendimento Gravimétrico em função da Densidade Básica da madeira de Amburana cearensis. O valor médio da densidade básica das amostras de madeira da Amburana cearensis foi de 0,47 g/cm³. O rendimento em carvão ficou em torno de 33%. Pode-se observar que a espécie Amburana cearensis apresentou correlação negativa entre o rendimento gravimétrico e densidade básica da madeira. As amostras que apresentaram as menores densidades da madeira proporcionaram os maiores rendimentos em carvão vegetal. Vital et al. (1986) encontraram correlação negativa entre a rendimento gravimétrico e a densidade da madeira de clones de 30 meses de idade de Eucalyptus grandis. Esse comportamento foi observado por Vital et al. (1994) quando trabalharam com clones Eucalyptus camaldulensis, verificando correlação negativa entre a densidade da madeira e o rendimento em carvão vegetal. O rendimento gravimétrico teve correlação positiva com o teor de lignina, o segundo esses autores esse comportamento esta de acordo com outros trabalhos que envolveram essas variáveis. Entretanto, esses resultados são conflitantes com alguns trabalhos, uma vez que maiores valores de densidade básica da madeira fornecem maiores rendimentos em carvão sendo sensivelmente afetadas pelo local de plantio (PALUDZYSYN FILHO, 2008; NEVES et al., 2011). Estudos realizados por Oliveira et al. (1989) ao analisarem o efeito da qualidade da madeira sobre o rendimento e qualidade do carvão de Eucalyptus grandis, mostraram existir uma relação positiva entre a densidade básica da madeira e o rendimento gravimétrico em carvão vegetal. Resultados similares foram observados por Pastore et al. (1989), ao estudarem 20 espécies nativas da Amazônia, encontrando correlação direta entre essas variáveis. A Figura 2 apresenta o gráfico da análise de regressão entre o rendimento em carvão vegetal e a densidade básica da madeira de Parkia platycephala. 39,00 38,00 37,00 36,00 35,00 34,00 33,00 32,00 y = -103,85x ,46x + 0,2444 R² = 0,0901 0,47 0,57 0,67 0,77 Densidade básica (g/cm³) FIGURA 2. Rendimento Gravimétrico em função da Densidade Básica da madeira de Parkia platycephala. Com relação à Parkia platycephala o valor médio da densidade básica da madeira foi de 0,58 g/cm³. Já o rendimento gravimétrico médio foi de 34%. A espécie em estudo não apresentou - Resumo Expandido - [1154] ISSN:

4 Rendimento gravimétrico (%) correlação entre o rendimento em carvão e densidade básica. Dessa forma o incremento da densidade básica da madeira não proporcionou aumento do rendimento gravimétrico. Frederico (2009) analisou o efeito da madeira de cinco clones eucaliptos nas propriedades do carvão vegetal e verificou que a correlação entre a densidade da madeira e o rendimento em carvão não foi significativa. Vale et al. (2001), estudando a relação entre a densidade básica da madeira, o rendimento e a qualidade do carvão vegetal de 12 espécies do cerrado, através de correlação lineares simples, não observaram aumento do rendimento gravimétrico com incremento da densidade básica da madeira, considerando esta relação desprezível. A mesma tendência foi observada por Brito & Barrichello (1977) que estudaram a influência da densidade da madeira sobre o rendimento e qualidade do carvão de 10 espécies de Eucalyptus. No entanto, estudos recentes conduzidos por Protásio et al (2012), utilizando um método de avaliação não destrutivo e análise de correlação canônica, constataram que o rendimento gravimétrico em carvão vegetal está relacionado positivamente com a densidade básica da madeira de clones de Eucalyptus. A Figura 3 apresenta os valores de rendimento gravimétrico em carvão da Amburana cearensis em resposta à posição longitudinal do tronco y = 0,0372x + 32,053 R² = 0, Altura comercial (%) FIGURA 3. Rendimento Gravimétrico em função da posição de amostragem. Pode-se observar que houve efeito positivo da interação entre o rendimento em carvão e a posição no tronco, cuja correlação foi igual a 0,61. A Amburana cearensis apresentou os maiores ganhos em rendimento gravimétrico no sentido base/topo da altura comercial. Contudo, o maior valor para o rendimento da carbonização foi observado na posição 100% da altura comercial. Protásio et al. (2011) avaliando a qualidade do carvão vegetal de Qualea parviflora, verificaram que em quatro diferentes posições longitudinais de amostragem não houve influencia significativa no rendimento gravimétrico. A madeira retirada do topo foi inferior ao encontrado nas demais posições. A Amburana cearensis apresentou resultados divergentes observados neste estudo. Na Figura 4 está representada a variação do rendimento gravimétrico em carvão da Parkia platycephala em função da posição longitudinal do tronco. - Resumo Expandido - [1155] ISSN:

5 Rendimento gravimétrico (%) y = 0,0007x 2-0,0266x + 33,585 R² = 0, Altura comercial (%) FIGURA 4. Rendimento Gravimétrico em função da altura comercial. Nota-se, na Figura 4, que o rendimento em carvão vegetal mostrou uma tendência de diminuição até à da altura de 25%. A partir dessa altura houve um aumento do rendimento gravimétrico em direção ao ápice do tronco. Contudo a madeira retirada na posição 100% do tronco atingiu o maior valor deste parâmetro em relação às demais posições. Conforme apresentado na Figura 1 e 2, maiores densidades básicas da madeira das espécies Amburana cearensis e Parkia platycephala não proporcionaram os maiores ganhos em rendimento gravimétrico. Apesar disso, as posições mais elevadas do tronco obtiveram os maiores rendimentos em carvão vegetal para ambas as espécies. Uma possível causa que explique os maiores rendimentos em carvão nas posições mais elevadas do tronco seria a variação da composição química da madeira no sentido longitudinal (BRITO & BARRICHELLO, 1977; OLIVEIRA et al., 1989). De acordo com relatos de Zobel et al. (1972) o topo de uma árvore velha consiste essencialmente de madeira juvenil em comparação com o lenho adulto, a madeira neste estágio apresenta maior teor de lignina. Sendo que a proporção da mesma tende a diminuir nas posições mais próximas da base da árvore. Esta afirmação esta em consonância com vários autores que defendem que o rendimento gravimétrico estar intimamente relacionado ao teor de lignina presente na madeira (BRITO & BARRICHELLO, 1977; OLIVEIRA et al., 1989; VALE et al., 2010). CONCLUSÕES A densidade básica da madeira das espécies Amburana cearensis e Parkia platycephala não apresentaram correlação positiva com o rendimento gravimétrico em carvão vegetal. Porém, é importante frisar, que a densidade básica da madeira contribui positivamente para a produção de energia, uma vez que madeiras mais densa promovem a produção de carvão vegetal com densidade relativa aparente mais elevada. Essa característica confere ao carvão maior resistência mecânica e maior concentração calorífica por unidade de volume, além de ocupar menor espaço nos alto fornos. Em relação à posição longitudinal de amostragem, há uma indefinição do padrão de variação do rendimento gravimétrico em carvão vegetal na literatura, mostrando haver uma necessidade da realização de pesquisas relacionadas ao estudo destas variáveis e a correlação entre elas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BRITO, J. O. BARRICHELO, L. E. G. Correlação entre as características físicas e químicas da madeira e a produção de carvão: 1 densidade e teor de lignina na madeira de eucalipto. IPEF, Piracicaba, n. 14, p. 9-20, Resumo Expandido - [1156] ISSN:

6 FIGUEIREDO, P. S. GIRNOS, E. C. SANTOS, L. S. Predação e parasitismo em sementes de duas populações de Parkia platycephala Benth., em áreas de cerrado no nordeste do Brasil. Revista Brasil. Bot., V.31, n.2, p , abr. jun FREDERICO, P. G. U. Efeito da região e uso da madeira de eucalipto nas propriedades do carvão vegetal. Dissertação (mestrado) Universidade Federal de Viçosa. Viçosa, MG LORENZI, H. Árvores brasileiras: Manual de identificação e cultivo de planta arbóreas nativas do Brasil. Nova Odessa: Ed. Plantarium, p. NEVES, T. A.; PROTÁSIO, T. P.; COUTO, A. M.; TRUGILHO, P. F.; SILVA, V. O.; VIEIRA, C. M. M. Avaliação de clones de Eucalyptus em diferentes locais visando à produção de carvão vegetal. Pesquisa Florestal Brasileira (68): OLIVEIRA, E. VITAL, B. R. VALENTE, O. F. GOMIDE, J. L. Efeito da qualidade da madeira sobre o rendimento e a qualidade do carvão vegetal de Eucalyptus grandis. Revista Árvore. 13 (1): 85-97, PALUDZYSYN FILHO, E. Melhoramento do eucalipto para a produção de energia. Revista Opiniões, Ribeirão Preto, jun-ago Disponível em: < Acesso em: 02 nov PASTORE, T. C. M., OKINO, E. Y. A; PASTORE JÚNIOR, F. P. Carbonização de madeiras da Amazônia. Parte I: Floresta Nacional -Tapajós. Brasília: IBAMA, Laboratório de Produtos Florestais, p. (Série Técnica, 12). PROTÁSIO, T. de P.; SANTANA, J. de D. P.; GUIMARÃES NETO, R. M. GUIMARÃES JÚNIOR, J. B.; TRUGILHO, P. F.; RIBEIRO, I. B. Avaliação da qualidade do carvão vegetal de Qualea parviflora. Pesquisa Florestal Brasileira Colombo. v. 31, n. 68, p , out./dez PROTÁSIO, T. de P.; TRUGILHO, P. F.; NEVES, T. A.; VIEIRA, C. M. M. Análise de correlação canônica entre características da madeira e do carvão vegetal de Eucalyptus. Scientia Forestalis. Piracicaba, v. 40, n. 95, p , set VALE, A T. COSTA, A. F. GONÇALEZ, J. C. NOGUEIRA, M. Relações entre a densidade básica da madeira, o rendimento e a qualidade do carvão vegetal de espécies do cerrado. Revista Árvore. Viçosa, v.25, n.89, p VALE, A.T.; DIAS, I.S.; SANTANA, M.A.E. Relações entre propriedades químicas, físicas e energéticas da madeira de cinco espécies de Cerrado. Ciência Florestal, v. 20, p , VITAL, B. R. JESUS, R. M. VALENTE, O. F. Efeito da constituição química e da densidade da madeira de clones de Eucalyptus grandis na produção de carvão vegetal. Revista Árvore, v.10, n.2, p , VITAL, B. R. Métodos de determinação da densidade da madeira. Viçosa: UFV, Resumo Expandido - [1157] ISSN:

7 ZOBEL, B.J.; KELLISON, R.C.; MATTHIAS, M.F. & HATCHER, A.V. Wood density of the southern pines. Technical Bulletin North Carolina Agricultural Experiment Station, (208):1-56, Resumo Expandido - [1158] ISSN: