PRODUTIVIDADE ENERGÉTICA DA MADEIRA DE EUCALIPTO Stella Vannucci Lemos 1, Romulo Leonardo da Silva 2, Gabriela Pissinatto Mantovani 3, Éder Aparecido Garcia 4, Saulo Philipe Sebastião Guerra 5, Kléber Pereira Lanças 6. 1 Agrônoma, Mestranda em Energia na Agricultura, Faculdade de Ciências Agronômicas, UNESP, Botucatu/SP, svlemos@fca.unesp.br 2 Graduando em Gestão do Agronegócio, FATEC, Botucatu/SP, gigaromulo@hotmail.com; 3 Graduanda em Engenharia Agronômica, Faculdade de Ciências Agronômicas, UNESP, Botucatu/SP, gpmantovani@fca.unesp.br; 4 Engenheiro Florestal, Doutorando em Ciência Florestal, Faculdade de Ciências Agronômicas, UNESP, Botucatu/SP, os_garcias@fca.unesp.br; 5 Engenheiro Florestal, Professor Assistente Doutor, Departamento de Gestão e Tecnologia Agroindustrial, FCA UNESP, ssguerra@fca.unesp.br; Engenheiro Mecânico, 6 Professor Titular, Departamento de Engenharia Rural, Faculdade de Ciências Agronômicas FCA - UNESP, kplancas@fca.unesp.br. Universidade Estadual Paulista Faculdade de Ciências Agronômicas, Rua José Barbosa de Barros, nº 1780 Botucatu / SP, www.fca.unesp.br, svlemos@fca.unesp.br, (14) 3880-7191. RESUMO Os plantios adensados de eucalipto no sistema de curta rotação visam aumentar a produção de biomassa por unidade de área em um menor espaço de tempo. Estas florestas implantadas em sistemas adensados aproveitam melhor o uso do solo e produzem, relativamente, mais matéria seca do que nos plantios convencionais. A produtividade energética é o resultado do produto entre a produção de biomassa por área e a qualidade energética, mensurada pelo poder calorífico da madeira produzida, que foi obtido através de uma bomba calorimétrica, sendo que o resultado final foi convertido em toneladas equivalente de petróleo, tep.ha -1. O plantio foi realizado em espaçamentos adensados de 2,8x0,5m, 2,8x1,0m, 2,8x1,5m, 2,8x2,0m e 2,8x2,5m, e as avaliações nos 18, 24 e 30 meses após o plantio. A maior produtividade energética ocorreu nos espaçamentos de 2,8x0,5m e 2,8x1m. Palavras Chave: biomassa, poder calorífico, plantio adensado, sistema florestal de curta rotação ABSTRACT ENERGY PRODUCTIVITY OF EUCALYPTUS WOOD Eucalyptus high density plantations with short rotations are systems to achieve greater biomass production per unit area in a shorter time. These high density forests have better land use and produce, relatively, more dry matter than at conventional planting. Energy productivity is the production result between biomass productivity per area and energy quality, measure by calorific power of produced wood, that was obtained through bomb calorimetry, converting the final result in equivalent tons of oil, tep.ha -1. Planting was made with high density gaps of 2.8x0.5m, 2.8x1.0m, 2.8x1.5m, 2.8x2.0m and 2.8x2.5m, and the evaluations on 18, 24 and 30 months after planting. The highest energy yield occurred in the gaps of 2.8x0.5m and 2,8x1m. Keywords: biomass, calorific power, high density planting, short rotation forestry system
INTRODUÇÃO Segundo Moreira (2011) a biomassa florestal apresenta um forte potencial para geração de energia, com vantagens para a redução da emissão de gases do efeito estufa. Para aumentar o potencial de geração de energia de biomassa florestal no país seria necessária a difusão de tecnologias silviculturais, e, consequentemente, sair do aspecto convencional usado atualmente. As plantações com finalidades energéticas são sistemas que visam uma maior produção de biomassa por unidade de área e um menor espaço de tempo. Assim, aliado ao conceito de plantações energéticas, surgiu o conceito de plantios de curta rotação (MÜLLER, 2005). Para Macedo (2003), as altas produtividades obtidas em plantações florestais, particularmente do gênero Eucalyptus, tornaram menores os custos de geração de eletricidade através da madeira, tornando o investimento mais atrativo. Ainda, Müller (2005) e Macedo (2003) afirmaram que estas florestas implantadas em sistemas adensados aproveitam melhor o uso do solo e produzem, relativamente, mais matéria seca do que os plantios convencionais. Como o poder calorífico é semelhante aos encontrados nos plantios em espaçamentos tradicionais, a produtividade energética é vantajosa, visto que a quantidade de energia é o resultado da combinação entre a produção de biomassa por área e a qualidade energética, mensurada pelo poder calorífico da madeira. Garcia et al. (2011) avaliando os tratamentos de adubação e de espaçamento para a produção de madeira, constataram que o poder calorífico esteve entre 4717 e 4862 kcal.kg-1 e, a máxima produtividade energética foi atingida no espaçamento mais adensado, de 2,8x0,5m, em torno de 316 Gcal.ha-1. Patusco (1998) afirmava que uma nova abordagem ainda mais universal é expressar a produtividade energética em toneladas equivalentes de petróleo (tep), e assim calculou o poder calorífico superior do petróleo, que é de 10800 kcal.kg-1, sendo o coeficiente de conversão de kcal.kg-1 para tep um indicativo de quantas toneladas de petróleo há em uma tonelada seca de madeira. Desta forma, o presente trabalho objetivou avaliar a produtividade energética de plantios adensados de eucalipto, até os 30 meses de idade. MATERIAIS E MÉTODOS Área Experimental O povoamento de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla está localizado no município de Botucatu, sendo que a área experimental tem 5,8 ha em um solo do tipo Latossolo Vermelho Amarelo de textura média. Nesta área foram plantadas, em dezembro de 2008, as mudas de clones C219 destinado à colheita precoce para produção de briquetes utilizados na geração de bioenergia, que receberam adubações de plantio e de cobertura. A aplicação consistiu em NPK (6-30-6), no plantio, com a dose de 140 g/planta; na cobertura, a adubação foi feita com NPK (20-0-20) adicionados os micronutrientes Zn (0,5%) e B (0,3%), aos 60, 140 e 360 dias de idade. Aos 60 dias, as doses foram 50 g/planta; aos 140 dias, 70 g/planta; aos 360 dias, 100 g/planta. Os cinco espaçamentos entre plantas foram de: 0,5m; 1,0m; 1,5m; 2,0m; 2,5m. As distâncias entre as linhas de plantio foram fixadas em 2,80 m para todos os tratamentos. Coleta de árvores-amostra e estimativa da massa seca de madeira Aos 18, 24 e 30 meses após o plantio, sessenta árvores na região central tiveram seus DAP (diâmetro a altura do peito) medidos, a partir dos quais se calculou o diâmetro quadrático, que foi utilizado no critério para seleção das árvores a serem abatidas para as avaliações de densidade básica média e, posterior, estimativa da biomassa de madeira com casca. Foram abatidas quatro árvores-amostra por tratamento para a realização da cubagem rigorosa e para a coleta de amostras utilizadas nas avaliações de densidade básica e biomassa. As amostras foram coletadas no tronco nos pontos 0%, DAP, 25%, 50%, 75% e 100% da altura total, sendo que todos os discos tinham cerca de 5 cm de espessura e os discos coletados na região do topo tinham, no mínimo, 3 cm de diâmetro. A metade de cada disco foi retirada para determinação da densidade básica da madeira com casca seguindo-se o método do máximo teor de umidade. A biomassa da madeira com casca foi calculada pelo produto resultante dos valores de volume obtido na cubagem rigorosa e de densidade básica média da madeira com casca em cada árvore-amostra. Determinação da produtividade energética A produtividade energética foi obtida pela multiplicação da produção de biomassa seca por hectare pelo poder calorífico. Assim, para a obtenção do mesmo na realização deste estudo, foi necessário o uso de uma bomba calorimétrica para a determinação do poder calorífico da madeira, resultando em um valor na unidade kcal.kg -1. Para converter este valor em kcal.kg -1 para tep.ha -1, utilizou-se um fator de correção que é resultado da
divisão do PCS (poder calorífico superior) da madeira pelo PCS do petróleo; multiplicando-se este valor pela massa seca, em t.ha -1, obtendo a produtividade na unidade tep.ha -1. E, este procedimento, seguindo a metodologia utilizada por Patusco (1998), foi realizado para cada repetição, em cada tratamento. Análises estatísticas As análises estatísticas foram realizadas por meio do programa computacional Statistica, considerando que o delineamento foi o inteiramente casualizado, organizado no esquema fatorial com cinco níveis de espaçamento e três níveis de idade. RESULTADOS E DISCUSSÃO Um estudo feito pela RENABIO (2009), no qual foram avaliados os espaçamentos de 3x0,5m; 3x0,75m; 3x1m; 3x1,5m; 3x2m; 3x2,5m; 3x3m; em um período de 6 anos, havendo coletas de material todos os anos, concluiu-se que nos primeiros 3 anos havia uma grande variação na produção de biomassa seca com casca, mas após esse período, a produtividade foi semelhante entre todos os espaçamentos. Meskimen e Franklin (1978) revelaram que, nos espaçamentos de 2,4x1,2m; 2,4x2,4m; 2,4x3,6m; 2,4x4,8m, no período de 7,4 anos de idade, a maior produtividade foi no espaçamento mais adensado, sendo 1,7 vezes maior que nos dois espaçamentos mais amplos. Neste presente trabalho, observou-se que a produtividade energética obtida nos períodos de 18 e 24 meses, após o plantio, foram similares, ao nível de 5%, em todos os espaçamentos avaliados. Observou-se um crescimento estatisticamente significativo, quando comparada a produtividade energética em todos os tratamentos aos 18 e 30 meses. Aos 30 meses de idade, as maiores produtividades foram encontradas nos tratamentos 2,8x0,5m e 2,8x1,0m, produzindo de 37 a 42,4 tep/ha, conforme apresentado na Figura 1. Produtividade energética (tep/ha) 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Aa ABa BCa Ab Ca Ca Ab Ab ABb ABBb ABb ABab Bb Bb Bb 2,8x0,5 2,8x1,0 2,8x1,5 2,8x2,0 2,8x2,5 Espaçamento (m) 18 meses 24 meses 30 meses Figura 1: Produtividade energética em função do espaçamento e das idades de colheita. Letras maiúsculas para comparar espaçamentos em cada idade e letras minúsculas para comparar idades em cada espaçamento. Teste Tukey (α = 0,05). Figure 1: Energy productivity as a function of the spacing and harvest dates. Capital letters to compare spacing in each age and lower case letters to compare age at each spacing. Tukey test (α = 0.05). Leles et al. (2001), em um experimento feito com eucalipto nos espaçamentos de 9x9m, 4x6m, 6x3m, 5x3m, 4x3m, 3x3m, 2x3, 1,5x3m e 1x3m, concluiram que, à medida que se ampliou o espaçamento entre as plantas, a produção de biomassa por hectare aumentou. No entanto, a maior produtividade por hectare foi obtida no espaçamento 3x2m, tendo sido observado um contínuo decréscimo com o aumento do espaçamento. A Figura 2 apresenta as retas que foram geradas considerando a produtividade média em cada espaçamento. Pode-se destacar que o espaçamento 2,8x0,5m obteve a maior produtividade energética, nas três idades. Com estes modelos de regressão, pode-se afirmar que houve uma melhor correlação entre as idades
avaliada e a produtividade energéticas para os tratamento com maiores espaçamentos, 2,8x1,5m, 2,8x2,0m e 2,8x2,5m. Figura 2: Produtividade energética ao longo do tempo, em meses, para cada espaçamento de plantio. Figure 2: Energy productivity over time, in months, for each planting space. CONCLUSÃO As maiores produtividades energéticas foram encontradas nos tratamentos 2,8x0,5m e 2,8x1,0m, produzindo de 37 a 42,4 tep/ha. O espaçamento 2,8x0,5m obteve a maior produtividade energética, nas três idades. Houve uma melhor correlação entre as idades avaliada e a produtividade energéticas para os tratamentos com maiores espaçamentos, 2,8x1,5m, 2,8x2,0m e 2,8x2,5m. AGRADECIMENTOS Ao Programa de Pós-Graduação em Energia na Agricultura, Universidade Estadual Paulista - UNESP, Campus de Botucatu. Ao NEMPA Faculdade de Ciências Agronômicas - UNESP, por toda mão-de-obra e suporte técnico. REFERÊNCIAS GARCIA, E. A.; LANÇAS, K. P.; GUERRA, S. P. S.; REZENDE, M. A.; MAZIERO, F. L. A energia da madeiraem floresta de eucalipto. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, 40. Anais: Resumos expandidos. Cuiabá-MT: SBEA, 2011. LELES, P. S. S.; REIS, G. G.; REIS, M. G. F.; MORAIS, E. J. Crescimento, produção e alocação de matéria seca de Eucalyptus camaldulensis e E. pellita sob diferentes espaçamentos na região de cerrado, MG. Scientia Forestalis. IPEF, n. 59, p. 77-87, jun. 2001.
MACEDO, I. C. Estado da arte e tendências tecnológicas para energia. Centro de Gestão e Estudos Estratégicos CGEE, Brasilia, 2003. 90p. Disponível em: www.finep.gov.br, acessado em 31/05/2009. MESKIMEN, G.; FRANKIN, E.C. Spacing Eucalyptus grandis in Southern Florida. Southern journal of applied forestry. Washington, v. 1, n. 1, p. 3-6, 1978. MOREIRA, J. M. Potencial e participação das florestas na matriz energética. Brazilian Journal of Forestry Research, v. 31, n. 68. 2011. MÜLLER, M. D. Produção de madeira para geração de energia elétrica numa plantação clonal de eucalipto em Itamarandiba, MG. Tese (Doutorado em Ciência Florestal). Universidade Federal de Viçosa, Viçosa-MG, 2005. PATUSCO, J. A. M. Eletricidade no balanço energético nacional R.E.N. Economia e Energia, ano 2, n. 11, 1998. Disponível em http://www.ecen.com, acessado em 18/05/2011. STAPE, J. L. Utilização de delineamento sistemático tipo leque no estudo de espaçamentos florestais. 1995. 86 p. Dissertação (Mestrado em Ciência Florestal) Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. Universidade de São Paulo, Piracicaba, 1995.