Caracterização Química Do Carvão Da Algaroba (Prosopis juliflora (Sw) Dc) E Cajueiro (Anacardium occidentale L.)

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1 Caracterização Química Do Carvão Da Algaroba (Prosopis juliflora (Sw) Dc) E Cajueiro (Anacardium occidentale L.) Rauny Rodrigues de Paiva (1) ; Marcelo da Silva Rebouças (2) ; Maraísa Costa Ferreira (3) ; Rosimeire Cavalcante dos Santos (4) (1) Estudante; Universidade Federal do Rio Grande do Norte; raunypaiva@gmail.com; (2) Estudante; Universidade Federal do Rio Grande do Norte; marcelo9200@hotmail.com; (3) Estudante; Universidade Federal do Rio Grande do Norte; marabio_rn@hotmail.com; (4) Professora; Universidade Federal do Rio Grande do Norte; meire_caico@yahoo.com.br; RESUMO Este trabalho foi realizado com o objetivo geral de realizar a análise química imediata do carvão e o rendimento termogravimétrico de duas espécies florestais, Algaroba (Prosopis juliflora DC.) e Cajueiro (Anacardium occidentale), largamente utilizada na Região Nordeste do Brasil. Para as análises da qualidade do carvão vegetal, foram utilizadas amostras compostas retiradas ao longo do tronco de ambas as espécies. Para avaliação da qualidade do carvão e dos rendimentos gravimétricos foi realizada carbonização em mufla de laboratório sob aquecimento elétrico, com tempo total de 4 horas. Posteriormente, foram determinados os teores de materiais voláteis, cinzas e carbono fixo e os rendimentos gravimétricos em carvão vegetal, gases condensáveis e não condensáveis e o rendimento em carbono fixo. A Prosopis juliflora apresentou melhores resultados em rendimentos gravimétricos (35,5 %) e em não-condensáveis (23,7%) superior ao do Anacardium occidentale (19,2%). A Prosopis juliflora apresentou um valor médio de cinzas (2,5 %) superior ao encontrado pela Anacardium occidentale (1,2 %). Os valores de carbono fixo e de materiais voláteis não apresentaram diferenças estatísticas entre si. Pelos resultados encontrados em rendimentos gravimétricos e em carbono fixo, a Anacardium occidentale e a Prosopis juliflora apresentaram um bom potencial para a produção de carvão. A Prosopis juliflora foi encontrado um maior teor de cinzas. Palavras-chave: Termogravimétrico; Teor de cinzas; Carbonização. INTRODUÇÃO No Brasil, a madeira é usada amplamente como fonte de energia, sendo o país um dos maiores produtores e consumidores de carvão vegetal e de lenha. O carvão vegetal assume uma posição de destaque na economia brasileira, em siderurgias, como substituto do óleo combustível nas caldeiras e nos fornos das indústrias de cimento e de materiais primários. Trata-se de um subproduto florestal resultante da pirólise da madeira, também conhecida como carbonização ou destilação seca da madeira. Na carbonização, a madeira é aquecida em ambiente fechado, na ausência ou presença de - Resumo Expandido - [289] ISSN:

2 quantidades controladas de oxigênio, a temperaturas acima de 300 ºC, desprendendo vapor d'água, líquidos orgânicos e gases não condensáveis, permanecendo como resíduo o carvão. Atualmente, está havendo uma substituição da matéria-prima da produção de carvão quanto a sua origem, de florestas nativas para as de reflorestamento, ou ainda, de resíduos provenientes de podas de frutíferas e corte de espécies florestais exóticas. Os principais tipos de madeira com potencial para determinado uso na Região Nordeste são a de Algaroba (Prosopis juliflora) e o cajueiro (Anacardium occidentale L.). A Algaroba é uma leguminosa pertencente ao gênero Prosopis, com mais de 40 espécies conhecidas, sendo cultivada no Brasil, principalmente na Região Nordeste. Apresenta uma madeira durável, bastante utilizada para mourões, tábuas, dormentes, estacas para cercas, como lenha, pelas indústrias cerâmicas do Rio Grande do Norte, e carvão (RIBASKI, 2009). O Cajueiro (Anacardium occidentale L.) pertence à família Anacardiácea é uma planta rústica, típica de regiões de clima tropical, nos estados do Nordeste brasileiro as árvores apresentam pequeno e médio porte (EMBRAPA, 2005). O cajueiro é uma cultura de grande importância econômica e social para a região Nordeste do Brasil. Nessa região, ocupa uma área de 710 mil ha, representando 99,5% da área com caju do Brasil (IBGE, 2006). A disponibilidade de tecnologias de produção como a substituição de copa, o controle integrado de pragas e doenças, e os avanços nas técnicas de rastreabilidade e pós-colheita, entre outras tem proporcionado uma considerável oferta de lenha, proveniente do corte dos cajueiros adultos e das podas anuais, cujo destino é as padarias, olarias, cerâmicas e, muitas vezes, a queima a céu aberto no próprio pomar. O presente trabalho tem como objetivo determinar a análise química imediata do carvão e seu rendimento termogravimétrico de duas espécies florestais: Algaroba (Prosopis juliflora DC.) e Cajueiro (Anacardium occidentale). MATERIAL E MÉTODOS Preparo da amostras Foram retirados seis discos de toretes de ambas as espécies e deles foram obtidas cunhas opostas, as quais foram utilizadas para a produção do carvão vegetal. As análises foram realizadas sob amostragem composta. Para a carbonização, as amostras compostas foram, então, secas em estufa, a 103±2ºC, por 24 horas até peso constante. A composição química imediata do carvão vegetal foi obtida através de amostras moídas e peneiradas. Para a análise foi selecionada a fração que ficou retida na peneira de 60 Mesh. Carbonização e rendimentos gravimétricos As carbonizações foram realizadas em mufla de laboratório, utilizando-se cerca de 80 g de madeira de cajueiro e 166 g de madeira de Algaroba em cada carbonização, as quais foram inseridas em um contêiner metálico. Foram realizadas no total, quatro carbonizações para cada espécie. O tempo total de carbonização da madeira foi de 4 horas. Após as carbonizações, foram determinados, com base na massa seca da madeira, os rendimentos gravimétricos em carvão. A marcha de carbonização utilizada para a produção do carvão vegetal de ambas as espécies é mostrada na Tabela 1. - Resumo Expandido - [290] ISSN:

3 Análise química imediata do carvão Tabela 1 Marcha da carbonização da madeira empregada no experimento. Tempo (minutos) Temperatura ( C) Tempo total: 4 horas A composição química imediata do carvão vegetal foi obtida através de procedimentos preconizados nas normas ABNT NBR 6923 e ABNT NBR 8112, com algumas adaptações, para a determinação dos teores de materiais voláteis, cinzas e carbono fixo, em base seca (ABNT, 1983). O teor de materiais voláteis foi determinado pelo aquecimento do carvão, a 950 C, em mufla. As amostras foram colocadas em cadinhos, tampadas e levadas à porta da mufla, durante dois minutos, para aclimatação e, posteriormente, para o seu interior por mais nove minutos, totalizando onze minutos. O teor de cinzas foi determinado após o carvão sofrer combustão completa, sendo aquecido em mufla, a 650 C, durante 6 horas. A massa de cinzas em relação à massa de carvão seco é o teor de cinzas. O teor de carbono fixo foi calculado pela soma dos teores de materiais voláteis e cinzas decrescida de 100. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Prosopis juliflora apresentou melhores resultados em rendimentos gravimétricos (35,5%) e em não-condensáveis (23,7%) superior ao do Anacardium occidentale (19,2%). Os rendimentos em condensáveis do Anacardium occidentale foram maiores (50,2%), em comparação ao da Prosopis juliflora (40,8%) (Tabela 2). Tabela 2 Comparativos dos valores médios dos rendimentos em carvão vegetal da Prosopis juliflora e do Anacardium occidentale. Espécies RG (%) RC (%) RNC (%) Algaroba 35,5a 40,8b 23,7ª Cajueiro 30,6b 50,2a 19,2b RG = Rendimento Gravimétrico, RC = Rendimentos em Condensáveis e RNC = Rendimento dos Não-Condensáveis. As médias seguidas por uma mesma letra, em cada coluna, não diferem estatisticamente (Tukey, p > 0,05). - Resumo Expandido - [291] ISSN:

4 Pereira (2002) e Neto et al (2012) ao estudarem a Prosopis juliflora, Caesalpinia pyramidalis e o Tabebuia impetiginosa encontraram valores superiores em rendimentos gravimétricos (43,8%) aos exibidos pela Prosopis juliflora e o Anacardium occidentale. Sater (2011) obteve valores inferiores ao estudar o Eucalyptus urophyla, onde variaram de 26 % a 29% em relação aos encontrados neste trabalho. A Prosopis juliflora apresentou um valor médio de cinzas (2,5 %) superior ao encontrado pela Anacardium occidentale (1,2 %). Os valores de carbono fixo e de materiais voláteis não apresentaram diferenças estatísticas entre si (Tabela 3). Tabela 3 Comparativos médios da análise química imediata do carvão vegetal da Prosopis juliflora e do Anacardium occidentale. Espécies CF (%) MV (%) CZ (%) Algaroba 77,1a 20,4ª 2,5a Cajueiro 77,3a 21,5ª 1,2b CF = Teor de Carbono Fixo, MV = Teor de Voláteis, CZ = Teor de Cinzas. As médias seguidas por uma mesma letra, em cada coluna, não diferem estatisticamente (Tukey, p > 0,05). A tabela 3 mostra os valores médios em porcentagem de carbono fixo, teor de voláteis e teor de cinzas, respectivamente. Observa-se uma correlação positiva entre os valores médios de carbono fixo e teor de voláteis para ambas as espécies. Já o teor de cinzas apresentou uma significativa variabilidade, podendo ser explicado pela maior degradação dos constituintes orgânicos presentes no carvão de Prosopis juliflora, para a referida marcha de carbonização utilizada. As espécies estudadas por Neto (2012), Paes (2012) e Oliveira (2006) tiveram um teor de cinzas superiores ao da Anacardium occidentale. Oliveira et al. (2010) demonstraram que o teor de carbono fixo é inversamente proporcional ao teor de matérias voláteis. Segundo Neto (2012) conhecer o teor de cinzas é importante, pois para espécies com um alto teor de cinzas precisara uma limpeza maior nos equipamentos e maquinas onde elas serão empregadas. CONCLUSÕES Pelos resultados encontrados no que se dizem respeito a rendimento gravimétricos e em porcentagem média de carbono fixo, a Anacardium occidentale e a Prosopis juliflora apresentaram um excelente potencial para a produção de carvão, visto que as quantificações das análises apresentam-se com valores médios equiparados. A Prosopis juliflora foi encontrado um maior teor de cinzas, podendo gerar uma maior quantidade de material particulado a ser lançado ou depositado nas câmaras de combustão, quando se utilizada para a geração de energia, por exemplo, devendo haver uma maior manutenção desses equipamentos a fim de se manter uma melhor eficiência para geração de energia. Podemos inferir que tanto o Cajueiro quanto a Algaroba apresentaram elevado potencial para a geração de energia, podendo seu uso ser destinado às fornalhas de produção ceramista, além do seu uso urbano, como padarias, pizzarias, além do residencial. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. Normas Técnicas NBR Brasília, n.p. - Resumo Expandido - [292] ISSN:

5 ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. Normas Técnicas NBR Brasília, n.p. EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Disponível em < Acesso em agosto / IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Disponível em Acesso em agosto / NETO, P. N. M.; OLIVEIRA, E.; CALEGARI, L.; ALMEIDA, A. M. C. Características físicoquímicas e energéticas de duas espécies de ocorrência no semiárido brasileiro. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 22, n. 3, p , jul.-set., OLIVEIRA, A. C.; CARNEIRO, A. C. O.; VITAL, B. R.; ALMEIDA, W. Parâmetros de qualidade da madeira e do carvão vegetal de Eucalyptus pellita F. Muell. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 38, n. 87, p , set PAES, J. B.; LIMA, C. R.; OLIVEIRA, E.; SANTOS, H. C. M. Rendimento e caracterização do carvão vegetal de três Espécies de ocorrência no semiárido brasileiro. Ciência da Madeira (Braz. J. Wood Sci.), Pelotas, v. 03, n. 01, p , Maio de 2012 PEREIRA, J. C. D. Comparação da qualidade da madeira de seis espécies de algarobeira para produção de energia. Bol. Pesq. Fl., Colombo, n. 45, jul./dez p RIBASKI, J. Algaroba (Prosopis juliflora): Árvore de Uso Múltiplo para a Região Semiárida Brasileira. Colombo, PR. Técnico Out/2009. SATER, O.; SOUZA, N. D.; OLIVEIRA, E. A. G. Estudo comparativo da carbonização de resíduos agrícolas e florestais visando à substituição da lenha no processo de secagem de grãos de café. Rev. Ceres, Viçosa, v. 58, n.6, p , nov/dez, AGRADECIMENTOS Ao LAPEM - Laboratório de Painéis e Energia da Madeira, na Universidade Federal de Viçosa UFV/Viçosa/MG, representado por Benedito da Rocha Vital e Angélica de Cássia Oliveira Carneiro, e à orientadora Rosimeire Cavalcante dos Santos pelo apoio técnico-científico. - Resumo Expandido - [293] ISSN: