AVALIAÇÃODE UM PICADOR ESTACIONÁRIO DE ÁRVORES EM FUNÇÃO DA GRANULOMETRIA PARA EUCALIPTO

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1 AVALIAÇÃODE UM PICADOR ESTACIONÁRIO DE ÁRVORES EM FUNÇÃO DA GRANULOMETRIA PARA EUCALIPTO Natalia Sousa Ceragioli 1,Saulo P. S. Guerra 2, Kléber P. Lanças 3, Helen Prosdocini 4, Thiago Hendler 5, Felipe de CórdovaMachado 6 1 Engenheira Agrônoma, nsceragioli@fca.unesp.br, 2 Engenheiro Florestal, ssguerra@fca.unesp.br, 3 Engenheiro Mecânico, 4 kplancas@fca.unesp.br, Graduando em Engenharia Florestal, hdmprosdocini@fca.unesp.br, 5 Graduando em Engenharia Florestal, thendler@fca.unesp.br, 6 Engenheiro Florestal, felipe_machado@fca.unesp.br. Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho - UNESP, Faculdade de Ciências Agronômicas de Botucatu - FCA, R. Dr. José Barbosa de Barros, 1780, CEP , Jardim Paraíso, Botucatu-SP, (14) RESUMO Aimportância de umpicador de madeira para o aproveitamento de biomassa é a sua capacidade depromover a uniformização do material, assim tornando-se mais eficiente o uso desse combustível no processo de queima em fornalhas, para a geração de vapor em caldeiras ou para a secagem de produtos agrícolas.o objetivo desse ensaio foi analisar a eficiência de um picador estacionário de madeira avaliando a uniformidade de cavacos de eucalipto produzidos em diferentes regulagens do equipamento - 3, 10, 15 e 30 mm.foram processadas árvores de Eucaliptusurograndis, clone I144, com aproximadamente 2 anos de idade, separados em três grupos de árvores com DAP médio em torno de 3, 5, 7 cm; sendo três repetições por tratamento. De acordo com os resultados apresentados conclui-se que o picador estacionário, independentemente da regulagem estabelecida, processou 33% do material dentro da classe granulométrica desejada. Palavras Chave: biomassa, cavacos, granulometria. ABSTRACT EVALUATION OF A STATIONARY CHOPPERIN FUNCTION OF SIZE SAMPLE FOR EUCALYPTUS TREES The objective of this research was to evaluate the uniformity of the chips produced in various adjustments (3, 10, 15 and 30 mm) of a stationary wood chipper. Eucalyptus trees were processed urograndis, clone I144, with approximately 2 years old, and were divided into three groups of trees with DBH around 3, 5, 7 cm, and three replicates per treatment. According to the results it is concluded that the chipper has been effectively stationary, and the uniformity of the average chip appropriate adjustments to the proposals.regardless of the chopper setting, only 33% of the processed material was in the expected size fraction. Keywords:biomass, woodchips, granulometry. INTRODUÇÃO A produção de energia no século 20 foi dominada por combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás) que representavam, ainda, no início do século 21, cerca de 80% de toda a energia produzida no mundo. Cerca de 20% da energia consumida no mundo provém de fontes renováveis, sendo que, cerca de 15% são gerada a partir de biomassa e 6% a 7% é gerada a partir de recursos hídricos (Lima e Bajay, 2000). O termo biomassa engloba a matéria vegetal proveniente da fotossíntese e os seus derivados, tais como: resíduos florestais e agrícolas, resíduos animais e a matéria orgânica contida nos resíduos industriais, domésticos, municipais e outros (SILVA et al, 2008). No ano de 2007, a biomassa assumiu o segundo lugar nas fontes de geração de energia elétrica no Brasil, respondendo por 3,7% do total de energia gerada, ficando atrás somente da geração hidrelétrica (ANEEL, 2009). O aproveitamento térmico da biomassa vegetal é uma forma relativamente barata e tecnologicamente viável de produzir energia, principalmente no que se relaciona à utilização dos seus resíduos. Um resíduo lignocelulósico pode ser aproveitado como matéria-prima em um processo diferente daquele de origem, podendo

2 ser utilizado como combustível na produção de calor, de vapor ou de eletricidade em geradores ou termelétricas (QUIRINO, 2003). Os tipos de biomassa mais utilizados são: a lenha, o bagaço da cana-de-açúcar e galhos e folhas de árvores.de acordo com a Aneel, 2009, a produção de madeira, em forma de lenha, carvão vegetal ou toras, também, gera uma grandequantidadede resíduos, que podem igualmente ser aproveitadas na geração de energia elétrica, podendo ser encontrada como cavacos, briquetes ou pellets. O que dificulta a utilização de resíduos gerados a partir de processos agroindustriais para a geração de energia são as propriedades e as condições em que estão disponíveis: baixa densidade, alta umidade, tamanho e formato geométrico das partículas indesejado (Li, Liu, 2000).O cavaco de madeira é constituído por pequenos pedaços de madeira oriundos da picagem ou destroçamento, com um comprimento variável entre 5 e 50mm, obtidos por estilhaçamento na direção da fibra nos picadores a disco ou em corte reto nos picadores a tambor contendo ainda partículas mais longas e uma razoável percentagemde finos. A qualidade do cavaco depende da matéria-prima e da tecnologia utilizada na sua produção(grunkraut, 2012). O tamanho do cavaco é influenciado pelo tipo de picador, velocidade de avanço / rotação, ângulo de corte das facas, espécie de árvore (inteira com ou sem galhos), presença de contaminantes, dureza da madeira (desgaste maior das facas) e teor de água(grunkraut, 2012). A correta classificação granulométrica dos cavacos permite prever a energia liberada na combustão assim como assegurar o fluxo de cavacos pelo sistema de alimentação. Cavacos muito grandes impedem o fluxo de material pelo sistema, causando entupimento. Partículas muito finas queimam rapidamente na câmera de combustão, conduzindo a variação do calor e formação de cinzas(grunkraut, 2012). A redução granulométrica de biomassa bruta se faz necessária em diversos sistemas que necessitam dessa matéria-prima com granulometrias bem definidas e objetivam aumentar o rendimento e melhorar as condições de operação. A maior superfície específica e a maior reatividade da madeira picada em cavacos, em comparação às toras de lenha, podem aumentar a eficiência de diferentes sistemas de utilização de biomassa(nogueira, 2000). O objetivo desse ensaio foi avaliar a uniformidade dos cavacos produzidos em diferentes regulagens (3, 10,15 e 30 mm) de um picador estacionário de madeira. MATERIAIS E MÉTODOS O ensaio foi realizado no NEMPA (Núcleo de Ensaio de Máquinas e Pneus Agroflorestais), Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP-Botucatu. O picador estacionário tem um cilindro repicador de 16 facas planas, sendo a potência do motor de 600 cv e o diâmetro máximo de alimentação de 20 cm. Os tratamentos foram divididos em função da velocidade de corte com o objetivo de se obter cavacos com 3, 10, 15 e 30 mm. O material processado foi Eucaliptusurograndis, clone I144, com aproximadamente 2 anos de idade, separados em grupos três grupos de árvores de DAP médios de 3, 5 e 7 cm; sendo três repetições por tratamento, com 10 amostras por repetição. A umidade média foi 54% (base úmida). As amostras foram secas em condições naturais até atingirem umidade base úmida de 13%.O material picado foi submetido ao teste de separação granulométrica em um separador de partículas com seis peneiras de malhas: C mm, C mm, C mm, C 16-3 mm, C< 3 mm. Foram analisados os valores percentuais médios da quantidade de cavacos em cada classe granulométrica de acordo com a regulagem do picador. RESULTADOS E DISCUSSÃO Após a comparação das médias e análise dos dados houve diferenças entre as amostras em função das diferentes regulagens do picador (Tabela 1). Desta forma para as regulagens 3, 10 e 15 mm, o material processado foi compatível com a regulagem escolhida pelo operador do picador, fazendo com que a maioria do material particulado se encontrasse na classe granulométrica adequada. Houve diferença para o material processado na regulagem de 30 mm, onde a maioria dos cavacos não ficou retida na respectiva peneira.

3 Tabela 1. Valores percentuais médios da quantidade de cavacos em cada classe granulométrica e regulagem do picador. Table 1. Percentage values of the average amount of chips in each size fraction and regulation of the chipper. Classes Granulométricas (mm) Regulagem do Picador (mm) C <3 37.2% 24.7% 25.0% 20.6% C % 34.6% 35.1% 31.6% C % 31.4% 30.7% 26.9% C % 5.2% 8.1% 20.9% C % 4.1% 1.1% 0.0% Conforme o Gráfico 1, observa-se os resultados das peneiras que mais retiveram material particulado para a regulagem de 3 mm foram as da C< 3 mm e C 3-16 mm (37,2% e 34 %). Para a regulagem de 10 mm e 15 mm, a maior quantidade de material ficou retida na peneira da C 3-16 mm, com 34 % e 35 %, respectivamente, do total dos cavacos. Somente para a regulagem de 30 mm que a maior quantidade de material se encontrou entre C 3-16 mm (31,6 %) seguida por 26,9 % na peneira da C mm. A distribuição não é considerada homogênea e eficiente, pois para cada regulagem (3, 10, 15 e 30 mm) apenas em 1/3 do material se encontrada na classe proposta.tendo com uma possível causa a falta uma alimentação continua e/ou pelo tamanho as árvores escolhidas. Também, não houve diferença para as regulagens de 10 mm e 15 mm nos valores encontrados, por serem regulagens muito próximas. Gráfico 1.Distribuição das granulometrias para as diferentes regulagens.

4 Graphic 1.Distribution of particle sizes for the different setting. Gráfico 2. Gráfico com médias estimadas e respectivos intervalos de confiança (α=0,05)para o percentual de cavacos em cada classe granulométrica em função das diferentes regulagens do picador. Graphic 2. Chart with estimated means and intervals for the percentage of chips in each size fraction as a function of the different tuning of the chopper. Considerando que os materiais com tamanhos entre mm como sendo o recomendado para queima nos processos de geração de energia, pois é considerada uma granulometria média, pois materiais com pequenas ou grandes granulometrias causam problemas de homogeneidade de queima. A especificação correta do tamanho dos cavacos é importante para os consumidores de cavacos, sabendo que determinadas caldeiras, irão operar de forma mais eficiente com a granulometria correta do material(lipeel).

5 Figura 1.Cavacos A) 3 mm, B) 10 mm, C) 15 mm e D) 30 mm. Figure 1.Chips A) 3 mm, B) 10 mm, C) 15 mm and D) 30 mm. A biomassa florestal vem se destacando na matriz energética dos países em desenvolvimento ou subdesenvolvidos. O conceito florestas plantadas inclui o desenvolvimento tecnológico, a responsabilidade ambiental. E que o desenvolvimento tecnológico fará com que esta opção energética se torne mais atraente melhorando sua eficiência e propiciando viabilidade econômica, social e ambiental (ABREU, 2010). CONCLUSÃO A menor regulagem do picador gerou uma distribuição granulométrica mais homogênea. Independentemente da regulagem do picador, apenas 1/3 do material processado estava dentro da classe granulométrica esperada. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem à FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS/UNESP - NEMPA e ao CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO CNPq pelo apoio financeiro, sem o qual não seria possível a apresentação deste trabalho no evento. REFERÊNCIAS ANEEL Agencia Nacional de Energia Elétrica. Atlas de Energia Elétrica do Brasil, 3 ed., Brasília, ANEEL Disponível em: < Acesso em: julho de ABREU, Y. V. et al. Ap: Acesso em junho 2012.

6 LIMA, C. R. e BAJAY, S.V. A reposição florestal obrigatória e o planejamento energético regional, Revista Baiana de Tecnologia TECBAHIA, 1 (15). Camaçari: EDITEC, 2000, pp LIPEEL. Disponível em: Acesso em junho roveitamento da Biomassa Florestal: Produção de Energia Verde no Brasil, In: XLVIII Congresso Sober, Campo Grande 2010, Anais Grunkraut, M., Disponível em LI, Y., LIU, H. High-pressure densification of wood residues to form an upgraded fuel. BiomassandBioenergy, v. 19, p , MICHELAZZO, M. B., BRAUNBECK, O. A., Análise de seis sistemas de recolhimento do palhiço na colheita mecânica da cana-de açúcar, Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.12, n.5, p , NOGUEIRA, L.A.H. et al., Dendroenergia: fundamentos e aplicações, Brasília:ANEEL,2000; 144p. SILVA, A. M. N., ALBUQUERQUE, J. L.,SILVA, E. S., SANTOS-FILHO, D., BARBOSA, W. B. A biomassa florestal (lenha) como insumo energético para os artesãos da cidade de Tracunhaém/PE. Custos e agronegócio online, v. 4, n. 3, QUIRINO, W. F. Utilização energética de resíduos vegetais. Brasília: LPF/IBAMA, p. WOOD, J., HALL, D. O. Bioenergy for development: technical and environment dimensions.rome: FAO, p.