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Vol. 06 - Nº 39 - Set/Out 2018

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Propriedades do Carvão Vegetal

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A indústria da Base Florestal no estado do Paraná

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Cobertura Cibio 2018 & 3ª EXPOBIOMASSA

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Entrevista Francesco Stella

CONTATO: Curitiba - PR - Brasil +55 (41) 3225.6693 - (41) 3222.6661 E-MAIL: comercial@biomassabr.com - comercial@grupofrg.com.br PARA REPRODUÇÃO PARCIAL OU COMPLETA DAS INFORMAÇÕES DA REVISTA BIOMASSABR É OBRIGATÓRIO A CITAÇÃO DA FONTE.

A Revista Brasileira de Biomassa e Energia é uma publicação da OS ARTIGOS E MATÉRIAS ASSINADOS POR COLUNISTAS E OU COLABORADORES, NÃO CORRESPONDEM A OPINIÃO DA REVISTA BIOMASSABR, SENDO DE INTEIRA RESPONSABILIDADE DO AUTOR.

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USO DE EXTRATOS DA CASCA DE Annona muricata L. COMO ANTIOXIDANTE EM BIODIESEL Mauricio Alfaro Molinares1; Paloma Detlinger2; Guilherme A. R. Maia3; Paulo Rogerio Pinto Rodrigues4; Everson do Prado Banczek5 1,2,3,4,5 Universidade Estadual do Centro Oeste, Guarapuava, Brasil 1 malfaro1507@gmail.com;

RESUMO O biodiesel é um combustível alternativo ao diesel de petróleo e de fonte renovável, que vem ganhando cada vez mais destaque, principalmente por suas vantagens ambientais. A matéria-prima mais utilizada na produção do biodiesel no Brasil é o óleo de soja, que possui baixa estabilidade à oxidação devido a sua composição principal de ácidos graxos insaturados. Por esse motivo, os antioxidantes naturais apresentam-se como uma alternativa para prevenir ou retardar a degradação do biocombustível. Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi utilizar o extrato da casca de graviola como aditivo antioxidante para o biodiesel de soja. Os ensaios de oxidação acelerada foram realizados no equipamento Rancimat® 873 na temperatura de 110 °C. Os testes foram realizados com biodiesel B100 e com os extratos neutros e alcalinos em três concentrações 1, 3 e 5 g/L (m/v). Os extratos foram obtidos com uma mistura de soluções de metanol (meio neutro) e de metóxido de potássio (meio alcalino). Os resultados mostram que todas concentrações testadas, conseguiram aumentar o tempo de indução. Os melhores resultados com o biodiesel aditivado, foram obtidos na concentração de 1g/L, atingindo um tempo de indução de 9,8 h com extrato alcalino e 7,85 h com extrato neutro, enquanto o biodiesel B100 obteve 3,63 h. Os resultados obtidos mostraram que a casca de graviola tem elevada capacidade antioxidante e pode ser utilizada como aditivo ao biodiesel. PALAVRAS-CHAVE: transesterificação; oxidação; Rancimat®; resíduo; graviola.

Introdução O biodiesel aparece como uma das alternativas mais promissoras para substituir o óleo diesel pois é de fonte renovável e reduz as emissões do motor, além de proporcionar maior lubrificação quando comparado ao diesel (DUNN, 2012). O biodiesel é obtido a partir da transesterificação de óleos vegetais ou gorduras animais. Atualmente a maioria do biodiesel produzido no Brasil utiliza o óleo de soja como matéria-prima (MEDEIROS et al., 2014; GREGÓRIO et al., 2017). O óleo de soja apresenta um alto conteúdo de ácidos graxos insaturados, alterando assim as propriedades do combustível (KUMAR, 2017). Essas insaturações nas moléculas do biodiesel diminuem a estabilidade química tornando o biocombustível mais suscetível às reações de oxidação, polimerização e degradação (SPACINO et al., 2015). Portanto, a estabilidade oxidativa é considerada um parâmetro essencial no controle das propriedades do biodiesel (BUOSI et al., 2016).

estudar os fenômenos relacionados à estabilidade oxidativa do biodiesel. O método padrão determinado pela norma Europeia EN14112 é o teste de Rancimat®, um ensaio acelerado para o monitoramento da rancidez dos óleos, submetidos à decomposição térmica (GREGÓRIO et al., 2017). A norma estabelece que a estabilidade oxidativa do biodiesel deve ser determinada a 110 °C, exigindo um valor mínimo de 6 h para o tempo de indução (DANTAS et al., 2011). A Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), responsável por regular as especificações de qualidade do biodiesel no Brasil, estabelece o limite mínimo de 8 h (ANP, 2014).

O processo de oxidação pode ser retardado pela eliminação de condições que iniciam a oxidação ou adicionando antioxidantes para inibir a iniciação e propagação de radicais livres (FOCKE et al., 2012; SPACINO et al., 2015). Os antioxidantes são classificados como naturais ou sintéticos, dependendo da sua origem. Os principais antioxidantes sintéticos, comumente utilizados para prevenir a oxidação do biodiesel são, o butil-hidroxi-tolueno (BHT), buVárias metodologias foram desenvolvidas para til-hidroxi-anisol (BHA), propil-galato (PG) e o terc-butil-hidroquinona (TBHQ) e a matéria-pri1. Mauricio Alfaro Molinares – UNICENTRO, Guarapuava, Paraná, malfama desses compostos é o petróleo (ZULETA et al., ro1507@gmail.com

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2012). Apesar de sua eficiência, a maioria tem bai- h afim de promover a separação física do glicerol xa biodegradabilidade, sendo tóxicos e caros. (fase inferior) e do biodiesel (fase superior). Após a separação de fases foi feita a purificação do biodieOs antioxidantes naturais são moléculas en- sel que consistiu de duas etapas: retirada das fases e contradas nos alimentos, em pequenas quantida- lavagem. Foram realizadas três lavagens de 150 mL des, capazes de reduzir a velocidade das reações de cada; a primeira foi com uma solução 0,5% (v/v) oxidação (MESSIAS, 2009). A adição ao biodiesel de ácido clorídrico (HCl) adicionado ao biodiesel melhora a sua estabilidade frente à oxidação, tor- sob agitação e posteriormente separada. O mesmo nando as características deste combustível ainda procedimento foi realizado em seguida com 150 melhor (SILVA et al., 2014). Os antioxidantes na- mL de uma solução saturada de cloreto de sódio turais mais utilizados são os tocoferóis (vitamina (NaCl) e depois com 150 mL de água destilada. E), os carotenóides, alguns ácidos orgânicos como o ácido cítrico, o ácido ascórbico (vitamina C) e os A secagem do biodiesel foi realizada por aqueflavonóides (FRANÇA et al., 2017). cimento a uma temperatura constante de 90ºC durante 15 minutos sob agitação magnética. A graviola (Annona muricata L.) é uma espécie natural das Américas Tropicais e pertence à família B. Extração dos antioxidantes e aplicação no Annonaceae (NWOKOCHA; WILLIAMS, 2009). biodiesel Extensas avaliações fitoquímicas em diferentes partes da planta A. muricata (folhas, cascas, sementes A casca da graviola foi utilizada como fonte e raízes) mostraram a presença de compostos com natural de antioxidante a qual foi secada e moída caráter antioxidante. Moléculas que proporcionam para a homogeneização do tamanho das partícuessa bioatividade incluem alcaloides, esteroides, las. A casca foi moída em um moinho de micro fapeptídeos flavonoides, fenólicos, óleos essenciais e cas (Marconi MA-048) e separada em uma peneira acetogeninas (ACGs) (ZAMUDIO-CUEVAS et al., de 20 mesh. A casca moída foi armazenada em re2014; PAES et al., 2016). cipientes plásticos fechados, em temperatura ambiente, para evitar a exposição das amostras à luz. As ACGs constituem uma classe de compostos biologicamente ativos e isolados exclusivamente de As extrações foram realizadas utilizando como espécies da família Annonaceae, demostrando ca- soluções o metanol (meio neutro, a pH ≈ 7), ou o pacidade de cessar a reação em cadeia gerada por metóxido de potássio (meio alcalino, a pH ≈ 14). radicais livres e assim, permitindo uma redução Cada amostra permaneceu por um período de 30 das atividades de enzimas em células cancerosas minutos em contato com a solução a temperatu(SILVA; NEPOMUCENO, 2011; PAES et al., 2016). ra ambiente. Macerou-se e agitou-se o resíduo em Maiores teores fenólicos, flavonoides e vitamina C intervalos de 10 minutos, para conseguir facilitar foram encontrados na casca em comparação com a extração. Posteriormente, a mistura foi filtrada e a polpa da graviola (AKOMOLAFE, S.F. E AJAYI, as soluções contendo o antioxidante extraído nas 2015). Desta maneira, as cascas que geralmente são concentrações de 1, 3 e 5 g/L foram empregadas descartadas como resíduos podem ser reaproveita- na reação de transesterificação do biodiesel, condas como uma fonte de antioxidantes naturais. forme apresentado no fluxograma da Figura 1. As concentrações foram estabelecidas por um delineDesta forma, o presente trabalho tem como amento experimental. objetivo avaliar o potencial antioxidante da casca de graviola para retardar a oxidação do biodiesel B100, obtido a partir do óleo da soja. Metodologia A. Obtenção de biodiesel O biodiesel foi produzido a partir da reação de transesterificação usando óleo de soja comercial como fonte de triglicerídeos. Em um béquer, foi aquecida, a 40ºC, uma mistura de metanol (30% do volume de óleo) com hidróxido de potássio (1,5% do volume de óleo). O metanol já contendo o catalisador foi adicionado ao óleo pré-aquecido a 90ºC e a mistura permaneceu em reação por 60 minutos, sob agitação magnética, a temperatura de 60ºC. Após a reação, o conteúdo foi transferido para um funil de separação, no qual permaneceu por 24

Figura 1. Fluxograma das extrações do resíduo segundo a rota utilizada, neutra ou básica, para utilização em biodiesel. Fonte: Autor


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C. Teste em Rancimat® As amostras de 3g de biodiesel, contendo as quantidades de antioxidantes estabelecidas (1, 3 e 5 g/L), bem como as amostras controle (sem antioxidantes), foram levadas ao aquecimento acelerado a 110ºC, com taxa de insuflação de ar de 10 L/h, para determinação do tempo de indução (METROHM AG., 2009). O teste foi efetuado utilizando o equipamento Rancimat® 873, em concordância com a norma oficial de determinação da estabilidade oxidativa em teste acelerado (EN 14112, 2003). Todas as medições foram avaliadas em triplicata. Resultados e Discussões Os resultados do tempo de indução das amostras podem ser visualizados na Tabela 1 e na Figura 2 estão apresentadas as curvas de condutividade elétrica versus tempo, para todas as amostras de biodiesel avaliadas. A partir dos resultados da Figura 2 observa-se um aumento nos valores de tempo de indução para as amostras de biodiesel em presença de antioxidantes naturais. Para o biodiesel B100 o tempo de indução de determinado foi de 3,63 horas. Este valor de tempo de indução está abaixo do limite mínimo de 8 horas estabelecido pela ANP, indicando que o biodiesel não está apto para ser estocado por um extenso período. Esta resposta já era esperada devido à ausência de antioxidante.

Figura 2. Curvas de condutividade versus o tempo de indução para o biodiesel puro e as amostras de biodiesel com antioxidantes em meio neutro (pH ≈ 7) e alcalino (pH ≈ 14). Melhores resultados para cada concentração de l, 3 e 5 g/L. Fonte: Autor

Para as amostras de biodiesel em presença de antioxidantes o melhor tempo de indução determinado foi de 9,80 h (Biodiesel 5). A extração básica do resíduo de graviola aumentou consideravelmente a estabilidade à oxidação do biodiesel e todas as concentrações testadas apresentaram valores similares acima das 8 h estabelecidas pela ANP. O maior tempo de indução foi atingido com a concentração de 1 g/L com um aumento de 270% no tempo de indução. Considerando os tempos de indução das extrações, o meio alcalino apresentou melhores resultados, demonstrando, dessa forma, que a eficiência de extração foi maior e está relacionada às características químicas dos compostos extraídos da casca de graviola. Os dois meios (neutro e básico) apresentaram atividade antioxidante, entretanto a maior eficiência no biodiesel metílico foi obtida em meio básico, através do teste de oxidação acelerada.

Estudos semelhantes com antioxidantes sintéticos foram feitos por Buosi et al. (2016) que testou a ação do BHT, BHA e o TBHQ no biodiesel de soja numa concentração de 0,1% (1000 ppm) e determinou períodos de indução de 7,30 h, 8,25 h e 9,34 h respectivamente. Os resultados atingidos com o resíduo da casca de graviola foram muito próxiTabela 1. Tempo de indução das amostras de biodiesel produzidas com as extrações em solução neutra e alcalina contendo mos e até maiores do que alguns dos antioxidantes sintéticos, como o BHT e o BHA, comumente casca de graviola. utilizados de forma industrial. Este fato pode ser Pode-se observar que todas as extrações feitas explicado devido à presença dos compostos fecom solução neutra, aumentaram o tempo de in- nólicos, flavonóides e acetogeninas existentes na dução do biodiesel, embora, nenhum dos resulta- graviola que provavelmente foram os compostos dos obtidos ultrapassou o mínimo de 8 horas. O responsáveis pelo aumento no tempo de indução melhor resultado alcançado no meio neutro foi de do biodiesel (ZAMUDIO-CUEVAS et al., 2014; 7,85 h (Biodiesel 2) com concentração de 1 g/L, um AKOMOLAFE, S.F. E AJAYI, 2015; PAES et al., 2016). valor próximo ao estabelecido pela norma. 8

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Conclusões O resíduo da graviola demonstra efeito antioxidante, aumentando o tempo de indução do biodiesel, ultrapassando, em alguns casos, o limite mínimo de 8 horas estabelecido pela norma ANP. Os resultados mostram que, com todas as concentrações testadas e solventes utilizados, a estabilidade oxidativa do biodiesel aumentou quando comparada com a do biodiesel B100. O biodiesel sem adição de antioxidantes apresenta um tempo de indução de 3,63 h e os melhores desempenhos utilizando antioxidantes foram observados nas concentrações de 1 g/L, atingindo 7,85 h em extrato neutro, e 9,80 h, em extrato alcalino, representando este último, um aumento de 270% no tempo de indução. Agradecimentos Ao CNPq, à CAPES, ao Grupo Coimbra de Universidades Brasileiras (GCUB) e à Organização dos Estados Americanos (OEA). Referências AKOMOLAFE, S.F. E AJAYI, O. B. D. A comparative study on antioxidant properties , proximate and mineral compositions of the peel and pulp of ripe Annona muricata ( L .) fruit. International Food Research Journal, v. 22, n. 6, p. 2381–2388, 2015.

I.; SILVA, E. T.; ROMAGNOLI, É. S.; SPACINO, K. R.; PAULA, A.; BORSATO, D.; MOREIRA, I.; PAULA, A.; GREG, H.; MOREIRA, I.; SILVA, T.; ROMAGNOLI, E. S.; SPACINO, K. R. Apparent activation energy and relative protection factor of natural antioxidants in mixture with biodiesel. v. 7269, n. June, 2017. KUMAR, N. Oxidative stability of biodiesel: Causes, effects and prevention. Fuel, v. 190, p. 328–350, 2017. MEDEIROS, M. L.; CORDEIRO, A. M. M. T.; QUEIROZ, N.; SOLEDADE, L. E. B.; SOUZA, A. L.; SOUZA, A. G. Efficient Antioxidant Formulations for Use in Biodiesel. 2014. MESSIAS, K. L. D. S. Os Antioxidantes. Food Ingredients Brasil, v. 6, p. 16–31, 2009. METROHM AG. Manual: 873 Biodiesel Rancimat. [s.l: s.n.] NWOKOCHA, L. M.; WILLIAMS, P. A. New starches: Physicochemical properties of sweetsop (Annona squamosa) and soursop (Anonna muricata) starches. Carbohydrate Polymers, v. 78, n. 3, p. 462–468, 2009. PAES, M. M.; VEGA, M. R. G.; CORTES, D.; MILTON, M. Potencial Citotóxico das Acetogeninas do Gênero Annona. Revista Virtual de Química, v. 8, n. 3, p. 945–980, 2016.

SILVA, L. M.; NEPOMUCENO, J. C. Efeito moANP – Agência Nacional do Petróleo, Gás Natu- dulador da polpa da graviola ( Annona muricata ) ral e Biocombustíveis. Resolução nº de 25/08/2014 sobre a carcinogenicidade da mitomicina C , avaliado por meio do teste para detecção de clones de DOU 26/08/2014. tumor (warts) em Drosophila melanogaster. PERDANTAS, M. B.; ALBUQUERQUE, A. R.; BARQUIRERE, v. 1, n. 8, p. 80–94, 2011. ROS, A. K.; RODRIGUES FILHO, M. G.; ANTONIOSI FILHO, N. R.; SINFR??NIO, F. S. M.; RO- SILVA, L.; SOUSA, D.; VERÔNICA, C.; MOURA, SENHAIM, R.; SOLEDADE, L. E. B.; SANTOS, I. R. De; EDUARDO, J.; OLIVEIRA, D.; MIRANM. G.; SOUZA, A. G. Evaluation of the oxidative DA, E.; MOURA, D. Use of natural antioxidants in stability of corn biodiesel. Fuel, v. 90, n. 2, p. 773– soybean biodiesel. FUEL, v. 134, p. 420–428, 2014. 778, 2011. SPACINO, K. R.; BORSATO, D.; BUOSI, G. M.; DUNN, R. O. Thermal Oxidation of Biodiesel by CHENDYNSKI, L. T. Determination of kinetic Pressurized Di ff erential Scanning Calorimetry : E and thermodynamic parameters of the B100 bioff ects of Heating Ramp Rate. Energy and Fuels, v. diesel oxidation process in mixtures with natural antioxidants. Fuel Processing Technology, v. 137, 26, p. 6015−6024, 2012. p. 366–370, 2015. EN 14112. Fat and oil derivatives. Fatty acid methyl esters (FAME), determination of oxidation ZAMUDIO-CUEVAS, Y.; DÍAZ-SOBAC, R.; stability (accelerated oxidation test); 2003. VÁZQUEZ-LUNA, A.; LANDA-SOLÍS, C.; CRUFOCKE, W. W.; WESTHUIZEN, I. Van Der; GRO- Z-RAMOS, M.; SANTAMARÍA-OLMEDO, M.; BLER, A. B. L.; NSHOANE, K. T.; REDDY, J. K.; MARTÍNEZ-FLORES, K.; FUENTES-GÓMEZ, a LUYT, A. S. The effect of synthetic antioxidants on J.; LÓPEZ-REYES, A. The antioxidant activity of the oxidative stability of biodiesel. Fuel, v. 94, p. soursop decreases the expression of a member of the NADPH oxidase family. Food & function, v. 5, 227–233, 2012. n. 2, p. 303–9, 2014. FRANÇA, F. R. M.; DOS SANTOS FREITAS, L.; RAMOS, A. L. D.; DA SILVA, G. F.; BRANDÃO, ZULETA, E. C.; BAENA, L.; RIOS, L. A.; CALS. T. Storage and oxidation stability of commercial DERÓN, J. A. The oxidative stability of biodiesel biodiesel using Moringa oleifera Lam as an antio- and its impact on the deterioration of metallic and polymeric materials: A review. Journal of the Braxidant additive. Fuel, v. 203, p. 627–632, 2017. zilian Chemical Society, v. 23, n. 12, p. 2159–2175, GREGÓRIO, A. P. H.; BORSATO, D.; MOREIRA, 2012. 10 Revista Biomassa BR


PROPRIEDADES DO CARVÃO VEGETAL PRODUZIDO EM LARGA ESCALA: UMA ABORDAGEM MULTIVARIADA Clarissa Gusmão Figueiró1, Lucas de Freitas Fialho2, Letícia Costa Peres3, Mateus Alves Magalhães4, Angélica de Cássia Oliveira Carneiro5

RESUMO Os crescentes investimentos das empresas do setor de carvão vegetal em fornos de maiores dimensões resultaram em aumento do volume de carvão produzido a cada ciclo de carbonização. Aliado a isso, ocorreu um aumento contingente de madeira enfornada, o que resultou em maior variabilidade das propriedades da madeira dentro de um mesmo forno, refletindo, assim, na variabilidade do carvão vegetal produzido e estocado. O objetivo principal deste estudo foi caracterizar as propriedades do carvão vegetal provenientes do forno tipo RAC 700. Para isto, foram amostrados três estoques industriais de carvão vegetal provenientes do forno RAC 700, pertencentes a empresa Aperam Bioenergia, situada no município de Veredinha, Minas Gerais. Utilizou-se uma metodologia de amostragem mecanizada, utilizando-se um implemento coletor acoplado a um trator agrícola, em que se estabeleceu, 25 pontos de coleta do carvão no estoque, sendo 10 pontos localizados na parte superior e 15 pontos na parte inferior do estoque. Foi observada uma relação negativa entre a granulometria média e teor de finos. Em relação a densidade a granel, verificou-se uma relação positiva com o teor de finos. E, por fim, o teor de carbono fixo apresentou uma relação positiva com teor de cinzas. Para a gestão de uma unidade produtora, tais observações permitem a identificação de problemas ao longo processo produtivo, possibilitando solucioná-los antes que causem grandes prejuízos econômicos, melhorando o controle de qualidade da empresa. PALAVRAS-CHAVE: Granulometria média; Teor de finos, Carbono fixo

Introdução

As propriedades do carvão vegetal, de modo geral, apresentam alta variabilidade, devido a diversos fatores, tais como qualidade da matéria-prima de origem

desempenhar todas essas funções é fundamental que o carvão possua O Brasil é o único país que produz propriedades adequadas para otimicarvão vegetal em escala industrial, zar a produtividade dos altos fornos e sendo responsável por aproximada- a qualidade do produto final. mente 14% da produção mundial (1). Do total produzido por este país, mais As propriedades do carvão vegede 98 % é voltado para abastecimento tal, de modo geral, apresentam alta do mercado interno, sendo os setores variabilidade, devido a diversos fade ferro-gusa e ferro-ligas os princi- tores, tais como qualidade da matépais responsáveis por este consumo, ria-prima de origem, o processo de representando mais de 80% do total carbonização e as atividades relacioconsumido. Quando utilizado na for- nados a sua movimentação, como a ma de termorredutor, o carvão vegetal carga e descarga, por exemplo. Esta tem um papel fundamental nos altos- variabilidade do carvão vegetal tende -fornos, uma vez que reduz o minério a aumentar, uma vez que as emprede ferro a partir do carbono, fornece sas ao longo dos anos têm buscado a energia para o sistema e atua como ampliação de sua produtividade, por estrutura de sustentação da carga de meio de investimentos na construção minério. Além disso, é o principal res- de fornos com grande capacidade voponsável pela permeabilidade do alto- lumétrica. Nestes tipos de fornos, há -forno, podendo ocupar cerca de 80% uma maior quantidade de madeira é do volume da carga. Portanto, para enfornada, o que dificulta o controle do processo, uma vez que o monitoramento da distribuição dos gases, taxa 1 Doutorando em Ciência Florestal - Universidade Federal de aquecimento e a temperatura ao de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais, l.freitasfialho@gmail. com. 2.Doutoranda em Ciência Florestal - Universidade longo do forno torna-se uma operaFederal de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais, clarissagfigueição mais complexa. ro@gmail.com. 3.Granduanda em Engenharia Florestal - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais, leticiacostaperesgmail.com. 4. Doutorando em Ciência Florestal - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais, mateusmagalhaes91@gmail.com. 5.Professora Doutora - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Minas Gerais, cassiacarneiro1@gmail.com

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Neste contexto, percebe-se a necessidade de estudos que contribuam para a elucidação de questões relacio-


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nadas a variabilidade destas propriedades e como elas se relacionam em diferentes sistemas de produção em larga escala. Uma vez caracterizadas estas propriedades, o desenvolvimento de procedimentos para coleta de informações do produto é facilitado, contribuindo, portanto, para o controle de qualidade eficiente do produto. Deste modo, este estudo tem como objetivo caracterizar as propriedades do carvão vegetal provenientes do forno tipo RAC 700. Material e Métodos O estudo foi realizado em uma Unidade Produtora de Carvão Vegetal (UPC) pertencente a empresa Aperam BioEnergia, localizada no município de Veredinha, Minas Gerais, Brasil. Para a realização das carbonizações foram utilizadas madeira com casca de um clone híbrido de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, aos 7 anos de idade, com diâmetro variando de 12 a 28 cm, umidade de 35% (b.s), comprimento de aproximado de 3 m, densidade média de 520 kg/m3, provenientes de plantio comercial, com espaçamento 3x3m, localizados no município de Capelinha, MG. As carbonizações foram realizadas no forno tipo RAC 700, com dimensões de 26,5 m de comprimento, 8,0 metros de largura e 7,0 m de altura e volume útil de madeira enfornada de aproximadamente 500 m3. A. Amostragem do carvão vegetal Para a coleta do carvão vegetal nos estoques, utilizou-se um Implemento Coletor de carvão vegetal, desenvolvido pela empresa Aperam BioEnergia. O Implemento Coletor foi construído com aço carbono/ASTM A-36 com 6,5 metros de comprimento e 45 centímetros de diâmetro interno, e o volume interno do equipamento é de aproximadamente 0,2 m3. O implemento foi acoplado ao sistema hidráulico de um trator agrícola, sendo capaz de coletar amostras de carvão ao longo de toda a largura do estoque. Ao ser inserido nos pontos estabelecido de coleta no estoque, por meio de um comando hidráulico a parte superior do implemento abre, permitindo a entrada de carvão em 14 Revista Biomassa BR

toda sua extensão.

A densidade a granel do carvão vegetal foi determinada de acorA amostragem do carvão vegetal do com a norma NBR 6922 (ABNT, foi realizada de forma sistemática, em 1981) adaptada, reduzindo-se o voluque as unidades amostrais foram se- me do recipiente para 0,021 m3. lecionadas por meio de esquema de pontos amostrais preestabelecido. O Para determinação do teor de carposicionamento dos pontos amostrais bono fixo, materiais voláteis e teor de do carvão vegetal para determinação cinzas, foi utilizado o carvão vegetal das suas propriedades, no forno RAC proveniente do ensaio de classifica700, foi realizada a partir de 25 uni- ção granulométrica de 19,05 mm, que dades amostrais ao longo da estrutura após moído, selecionou-se aquela frado estoque, sendo que cada unidade ção que ficou retida entre as peneiras amostral apresentou volume médio de de 40 e 60mesh. Posteriormente, tais aproximadamente 0,04 m3 de carvão propriedades foram determinadas vegetal. de acordo com a ABNT NBR 8112 (ABNT, 1986), em duplicatas, calcuB. Propriedades do carvão vegetal lando o carbono fixo calculado por diferença. A classificação granulométrica do carvão vegetal, para ambos os tamaC. Propriedades do carvão vegetal nhos de estoques, foi realizada, em duplicata, de acordo com a norma NBR A análise de componentes prin7402 (2) adaptada. Primeiramente, cipais foi realizada com o objetivo de toda a massa da amostra de carvão foi avaliar as relações entre as propriedacolocada em um conjunto de peneiras des do carvão vegetal, distinguindo-se vibratórias. Foram utilizadas 12 pe- os tipos de forno. Para a realização neiras com malhas de 63,5; 50,8; 44.2; desta análise, foi retirado os valores 38,1; 31.7; 25,4; 19,05; 15,9; 12,7; 9,52; referentes aos materiais voláteis do 6,25; e 4,76 milímetros. Essa ficou em carvão vegetal, uma vez que esta vaagitação por 5 minutos, sendo o car- riável é altamente correlacionada com vão retido em cada peneira recolhido o teor de carbono fixo e cinzas, o que e pesado. gera problemas de multicolinearidade na matriz de correlação utilizada para O teor de finos do carvão foi cal- a execução da análise. culado por meio da divisão da massa de carvão que passou pela peneira de A análise de componentes princi9,52 mm pela massa total da amostra pais foi realizada por meio do software de carvão. O teor de finos se refere à R versão 3.4.3. Selecionou-se aquelas fração do carvão vegetal que, para a componentes principais que apresenempresa em estudo, é considerado re- taram autovalor maior que 1 e que síduo, não utilizado como termorre- explicaram pelo menos 20% da variadutor nos alto-fornos. bilidade das amostras de carvão vegetal (3, 4, 5). Após a seleção das comA granulometria média do carvão ponentes principais, confeccionou os vegetal foi calculada segundo a fór- gráficos do tipo biplot, os quais foram mula: utilizados para facilitar a identificação das relações entre as propriedades do carvão vegetal, além de permitir a visualização da dispersão da matriz de dados [6]. onde:

Resultados e Discussões

TM = Granulometria média do carAs estimativas de variância explivão vegetal (mm) cadas pelas componentes principais dos estoques avaliados e seus respeca, b, c, d, ...k, l, m = abertura das ma- tivos autovalores, para o forno tipo lhas (mm) RAC 700, estão apresentados na Tabela 2 e 3, respectivamente. De acordo A, B, C, D, ...K, L, M = porcentagens com critério de seleção utilizado, em acumuladas (%). que foram escolhidas aquelas Compo-


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nentes principais que explicaram pelo menos 20% da variabilidade do estoque e apresenta autovalores maior que 1, selecionou-se a Componente Principal 1 (CP1) e Componente Principal 2 (CP2), para todos três estoques avaliados, provenientes do forno RAC 700.

Verifica-se a formação de um ângulo menor que 90° entre o teor de finos e a densidade a granel, o que indica uma relação direta entre os dois parâmetros. Em relação ao teor de carbono fixo e cinzas, estas propriedades apresentaram uma relação inversa entre si.

De acordo com a Figura 2, independentemente do tipo de forno, observa-se uma relação inversa entre a granulometria média e o teor de finos. Essa relação foi constatada pela formação de um ângulo de aproximadamente 180° entre os vetores granulometria média e teor de finos, o que indica relação inversa entre as variáveis.

A relação inversa entre a granulometria média e o teor de finos pode ser explicada pela fórmula, em que a medida que se aumenta a quantidade de carvão retida nas peneiras de menor malha, diminui-se a granulometria média do carvão vegetal. No que diz respeito a relação direta entre a densidade a granel e o teor de finos, assim como mencionado anteriormente, o carvão vegetal de menor tamanho ocupa os espaços vazios entre Referências as peças maiores, aumentando, portanto, a massa de carvão vegetal para [1] FAOSTAT – Food and agricultuuma mesma unidade de volume. re organization of the United Nations statistics. Disponível em: http://faosA relação direta entre o carbono tat.fao.org/. Acessado em: 10/02/2018. fixo e teor de cinzas é atribuída ao processo de degradação térmica da [2] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE madeira, em que os materiais voláteis NORMAS TÉCNICAS, ABNT. NBR são retirados da madeira na forma 7402: Carvão vegetal – Determinação de gases condensáveis e não-conden- granulométrica. 1982. 3p. sáveis, concentrando, dessa forma, o carbono fixo e as cinzas. Enquanto [3] ANDREWS, S.S.; KARLEN, D.L.; que, a relação inversa entre o teor de MITCHELL, J.P. A comparison of soil carbono fixo e cinzas foi observada, quality indexing methods for vegetabpossivelmente, devido a contamina- le production system in Northern Cações do carvão com terra, proveniente lifornia. Agricultural Ecosystem Envido solo, que pode ter se misturado ao ronmental, v.90, 2002, p.25-45. carvão vegetal na retirada do forno e/ou na formação do estoque, bem [4] LOBATO, T.C.; HAUSER-DAcomo na retirada das amostras para VIS, R.A.; OLIVEIRA, T.F.; SILVEIanálise. RA, A.M.; SILVA, H.A.N.; SARAIVA, A.C.F.; TAVARES, M.R.M. ConstrucConclusão tion of a novel water quality quality indicator for reservoir water quality A utilização da análise de com- evaluation, an index and case study in ponentes principais, possibilita, por the Amazon region. Journal of Hydromeio da análise exploratória dos da- logy, v.522, 2015, p.674-683. dos, a realização de inferências a respeito da qualidade do carvão vegetal [5] ABOYEJI, O.S.; EIGBOKHAN, em tipos de fornos industriais. Além S.F. Evaluations of groundwater condisto, propicia a observação de possí- tamination by leachates around Oluveis problemas durante o processo de sosun open dumpsite in Lago metroprodução, como por exemplo, a pos- polis, southwest Nigeria. Journal of sível existência de contaminantes no Environmental Management, v.183, carvão de alguns estoques. Acredita- 2016, p.333-341. -se que, para a gestão de uma unidade produtora, tais observações permitem [6] GABRIEL, K.R. The biplot graphic a identificação de problemas ao longo display of matrices with application to processo produtivo, possibilitando so- principal component analysis. Biomelucioná-los antes que causem grandes trika, v.58, n.03, 1971, 453-467.

Tabela 1. Estimativa da variância e autovalor associados as componentes principais para os estoques do forno tipo RAC 700

* Componente principal que explica pelo menos 20% da variabilidade do estoque. **Componente principal que apresenta autovalores maior que 1.

Legenda: GM = Granulometria média; TF = Teor de finos; DG = Densidade a granel = CF: Carbono fixo; CZ = Cinzas. Figura 1. Autovetores das propriedades em relação as componentes principais 1 e 2 para os estoques dos fornos tipo RAC 700 e RAC 220.

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prejuízos econômicos, melhorando o controle de qualidade da empresa. Agradecimentos Vegetal “G6”, a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG), ao Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento (CNPq), a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa Florestas), ao suporte técnico do Laboratório de Painéis e Energia da Madeira (LAPEM), ao projeto PNUD pelo apoio financeiro ao Laboratório de Painéis e Energia da Madeira. e ao Programa de Pós-graduação em Ciência Florestal do Departamento de Engenharia Florestal da UFV.


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ESTUDO DO POTENCIAL DE DESTINAÇÃO DE MACRÓFITAS AQUÁTICAS INVASORAS PARA PROCESSAMENTO TERMOQUÍMICO Edna Missae Mase1; Hélio Merá de Assis1; Luiza Paula da Conceição Lopes1; Layssa Aline Okamura1

RESUMO A bacia do rio Paraná apresenta vários represamentos, dentre eles as hidrelétricas de Jupiá, Porto Primavera e Itaipu. Um dos problemas existentes em diversas dessas barragens é a proliferação de macrófitas aquáticas invasoras, causando diversos problemas ambientais, sociais e econômicos. Atualmente há diversos estudos no desenvolvimento de técnicas de manejo eficazes para o controle da proliferação. Entretanto, os únicos destinos da biomassa de macrófita aquática recolhida pelas empresas são os aterros e, em pequena parcela, a utilização deste material na adubação orgânica. A utilização de biomassa lignocelulósica representa uma grande fonte, muitas vezes, subaproveitada como matéria-prima de processos de conversão térmica. Este trabalho objetiva a investigação do aproveitamento da biomassa de Egeria najas Planch na produção de biocombustível sólido, líquido e gasoso pelo processo de termodegradação via pirólise rápida através da caracterização térmica dessa espécie invasora. PALAVRAS-CHAVE: Egeria najas; termodegradação, infravermelho

Introdução As macrófitas aquáticas apresentam grande capacidade de adaptação, colonizando a maioria dos ecossistemas aquáticos, até mesmo ambientes alterados, como em barragens e rejeito de mineração e tem sua importância para o metabolismo dos ecossistemas, por exemplo, para a ciclagem de nutrientes e fluxo de energia. (POMPÊO, 2017). Porém, as elevadas taxas de crescimento populacional de várias espécies de macrófitas favorecem a colonização de vastas áreas, podendo afetar os mais variados usos de ecossistemas aquáticos (THOMAZ, 2002).

O reservatório da Usina Hidrelétrica Engenheiro Souza Dias (Jupiá), construído em 1974, é um exemplo de área com as espécies invasoras, Egeria densa e Egeria najas Planch, da família Hydrocharitaceae (THOMAZ & BINI, 2003). Estas espécies são originárias da América do Sul e multiplicam-se, principalmente, por fragmentação do caule, sendo a reprodução por sementes muito rara (KISSMAN & GROTH, 1997).

Em 1990, com a construção da Usina Hidrelétrica Três Irmãos no rio Tietê, as características hidrológicas de parte do reservatório de Jupiá foram alteradas, tendo ocorrido períodos de baixas vazões em locais com alta transparência da água (CESP, 1998). Essas condições permitiram o au Um fator relevante é o impacto visual cau- mento das populações dessas espécies de plantas sado; áreas destinadas ao ecoturismo como hotéis aquáticas submersas (THOMAZ & BINI, 2003). fazenda e pousadas têm suas atividades aquáticas prejudicadas. Tendo em vista a necessidade de destinação adequada das grandes quantidades de macrófitas No aspecto ambiental, uma macrófita aquáti- aquáticas invasoras que são removidas dos sisteca invasora pode acarretar um desequilíbrio pela mas hídricos, este trabalho objetiva avaliar o pocompetitividade com outras plantas, reduzindo a tencial térmico de uma espécie de macrófita inbiodiversidade (WINTON & CLAYTON, 1996). vasora (Egeria najas), para posterior geração de Esse desequilíbrio se estende a todo o ecossistema biocombustíveis via rota termoquímica. aquático local. Material e Métodos No aspecto econômico, pode causar entupimento de tubulações e canais de irrigação e tamA. Local da Amostragem bém de tomadas d’água de usinas hidrelétricas, causando prejuízos à produção de energia (ITAIAs amostras para o desenvolvimento deste traPU, 1997). balho foram coletadas no município de Três Lago20 Revista Biomassa BR


as/MS, às margens do Rio Paraná, próximo à Usina metro Charis modelo Nicolet iS10 com cristal de Hidrelétrica Engenheiro Souza Dias (Jupiá) nas co- diamante, no intervalo de número de onda de 545 ordenadas geográficas 20°48'32.1"S e 51°38'19.7"W nm a 4000 cm-1, pelo método ATR (refletância total atenuada). B. Preparo das amostras Resultados e Discussões O material foi seco em estufa a 60 °C até peso constante, fragmentado manualmente para ser Conforme curva termogravimétrica da figura moído em moinho de facas Solab modelo SL-31. A 1, a amostra apresentou um comportamento típico granulometria adequada foi obtida passando-se o de degradação térmica para biomassa lignocelulómaterial em peneira de 32 mesh. sicas, conforme literatura, (SANTOS (2013) e MANOZZO (2016)), com três etapas bem definidas: C. Análise Termogravimétrica desprendimento de umidade até aproximadamente 120 °C relacionado a perda de 11,8 % em massa, O material obtido foi submetido ao ensaio de decomposição de carboidratos (hemicelulose e cetermogravimetria, em um equipamento Netzsch lulose) no intervalo de 200 a 400 °C com relação a modelo STA 449 F3 Jupiter®, na faixa de tempera- perda de massa de 41,8%, decomposição parcial da tura de 30 °C a 900 °C, em atmosfera de nitrogênio, lignina de 400 a 500 °C relativo a perda de massa sob o fluxo de 50 mL.min-1 e taxa de aquecimen- de 8,1%, e a partir de 500 °C a lignina continua a se to de 20 °C.min-1. Foram utilizadas amostras de decompor lenta e continuamente, até resultar em aproximadamente 10 mg. As perdas de massas as- um teor de carvão e cinzas final de 22,09%. sociadas com determinados intervalos de temperatura são indicativos dos diferentes componentes A análise de espectroscopia de infravermelho químicos presentes na biomassa. com transformada de (FT-IR) é um tipo de espectroscopia de absorção e resulta no espectro moleD. Espectroscopia de infravermelho com trans- cular de absorção e de transmissão. formada de Fourier (FT-IR) A amostra apresentou bandas características A análise de FT-IR foi realizada no espectrô- atribuídas ao resultado da sobreposição das bandas de celulose, hemicelulose e lignina, de acordo com a literatura (IVANOVA et. al (1989), FENGEL (1993) e BARBOSA (2007)). Na tabela 1 estão descritas as atribuições de cada banda do espectro de infravermelho obtido (Figura 2). De modo geral, as bandas descritas na tabela 1 foram comparados com polímeros encontrados em madeiras (pinus e eucalipto) e bagaço de cana-de-açúcar, por exemplo. Conclusões A análise termogravimétrica de Egeria najas Planch é uma ferramenta eficiente para fins de definição de possíveis utilizações como fonte de matéria-prima renovável para geração de energia, apresentando um perfil de termodegradação semelhante às principais matérias-primas já utilizadas nesse processo, como madeira de eucalipto, pinus e bagaço de cana-de-açúcar. Para os próximos passos serão realizados os estudos em escala piloto pelo processo de termodegradação via pirólise rápida e gaseificação para produção de biocombustíveis. Referências Bibliográficas

Tabela 1. Regiões espectrais do infravermelho

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BARBOSA, L. C. de A.; Espectroscopia no infravermelho na caracterização de compostos orgânicos. Viçosa, UFV, 2007


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CESP. Conservação e manejo nos reservatórios: tes e nocivas. 2.ed. São Paulo: BASF, 1997. p. 290limnologia, ictiologia e pesca. São Paulo, 1998. 293. 166p. (CESP – Série Divulgação e informação, 220). MANOZZO, V. Estudo Cinético da Pirólise das Macrófitas: Pistia stratiotes e Eichhornia crassipes. FENGEL, D. Influence of water on the OH valen- Dissertação de Mestrado, Programa de Pós-Gracy in deconvoluted FTIR spectra of Cellulose. duação em Bioenergia, Universidade Estadual do Holzforschung, v. 47, n. 2, p. 103-108, 1993 Oeste do Paraná, Toledo, 2016. ITAIPU BINACIONAL. Ocorrência de plantas aquáticas em reservatórios de usinas hidrelétricas. Foz do Iguaçu: Itaipu Binacional, 1997. 9 p. (Relatório).

POMPÊO, M. Monitoramento e manejo de macrófitas aquáticas em reservatóriostropicais brasileiros. Instituto de Biociências da USP, São Paulo, 2017. 138p.

IVANOVA, N.V.; KOROLOK, E. V. IR Spectrum of celulose. Journal of Applied Spectroscopy, v. 51, n. 2, p. 847-851, 1989

SANTOS, L. O. Estudo para obtenção de bio-óleo de 2ª geração através da pirólise de plantas aquáticas. Dissertação de Mestrado, Programa de Pós-Graduação em Química, Universidade Federal de Sergipe, 2013

KISSMANN, K. G.; GROTH, D. Plantas infestan-

Figura 1. E verde, curva termogravimétrica (TG) e em azul, curva Termogravimétrica Diferencial (DTG) da amostra de E. najas.

Figura 2. Espectro de transmitância realizados no FT-IR da amostra de E. najas

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A INDÚSTRIA DE BASE FLORESTAL NO PARANÁ: AGLOMERAÇÃO E GERAÇÃO DE BIOENERGIA Amarildo Hersen1; Romano Timofeiczyk Junior2; Dimas Agostinho Silva3; João Carlos Garzel Leodoro da Silva4; Jandir Ferrera de Lima5

RESUMO A proximidade territorial dos agentes econômicos e sociais atuantes numa determinada atividade pode proporcionar economias de aglomeração relacionadas, entre outros aspectos, à maior facilidade de acesso a conhecimento, capacitação de mão de obra especializada, matéria prima e também equipamentos. O problema de pesquisa consiste em compreender se existe concentração da indústria de base florestal de produtos madeireiros no Estado do Paraná. O objetivo deste estudo foi identificar as regiões paranaenses que compõem o principal agrupamento da indústria de base florestal de produtos madeireiros e analisá-lo sob a ótica do potencial instalado para geração de energia elétrica a partir da biomassa florestal. A metodologia de pesquisa adotada foi a análise multivariada, por técnica de interdependência, através da análise de conglomerados. A técnica permite classificar as regiões paranaenses de modo que cada uma se assemelha as demais no agrupamento, com base em um conjunto de características escolhidas, mas diferencia-se dos agrupamentos restantes. Os resultados sugerem a existência de dois agrupamentos. Conclui-se que no principal agrupamento todas as Microrregiões Geográficas exploram a biomassa florestal para fins de geração de energia elétrica, e respondem por 99,4% da capacidade do Estado, com potencial de expansão da potência instalada. PALAVRAS-CHAVE: economia regional; floresta plantada; resíduo florestal.

Introdução

gem, as biomassas para fins energéticos podem ser classificadas nas categorias de biomassa energética Históricamente, a biomassa constitui-se em florestal, seus produtos e subprodutos ou resíduos; relevante insumo energético para a humanidade, biomassa energética da agropecuária, as culturas de forma mais intensiva em países em desenvolvi- agroenergéticas e os resíduos e subprodutos das mento. Contudo, a valorização da biomassa como atividades agrícolas, agroindustriais e da produção insumo energético moderno surgiu na década de animal; e rejeitos urbanos [5]. 1970, com as crises do petróleo de 1973 e 1979. Apesar de ser considerada uma alternativa viável, O problema de pesquisa consiste em comprea partir de 1985 os preços do petróleo voltaram a ender se existe concentração da indústria de base cair, reduzindo assim o interesse em energias alter- florestal de produtos madeireiros no Estado do nativas. A biomassa volta a se destacar apenas na Paraná. Assim, tal investigação objetiva identificar década de 1990, estimulada pelo desenvolvimento as regiões paranaenses que compõem o principal de tecnologias mais avançadas de transformação, agrupamento da indústria de base florestal de pronova ameaça de esgotamento de reservas de com- dutos madeireiros e analisá-lo sob a ótica do pobustíveis fósseis, incorporação da temática am- tencial instalado de geração de energia elétrica a biental nas discussões e assinatura do Protocolo de partir da biomassa florestal. Kyoto [13]. Material e Métodos Biomassa, destinada para fins energéticos, é uma fonte primária de energia, não fóssil, que conPara a identificação dos agrupamentos de insiste em matéria orgânica de origem animal ou ve- dústrias de base florestal se fez uso de análise mulgetal. A biomassa contém energia armazenada sob tivariada. A análise de agrupamentos, uma técnica a forma de energia química. Em relação a sua ori- de interdependência, classifica objetos – respondentes, produtos, entidades, etc – de modo que 1 cada objeto se assemelha aos outros no agrupaDoutorando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal mento, com base em um conjunto de característi(PPGEF) – UFPR, Curitiba, Paraná, amarildohersen@yahoo.com.br Pós-Doutor no Laboratoire d'economia Forestière, Institut Nationale de cas escolhidas, sendo homogêneos dentro do agruRecherche Agronomique - INRA, Nancy, França – UFPR, Curitiba, Paraná, pamento e heterogêneos entre agrupamentos [8]. romano.timo@gmail.com Os objetos agrupados nessa pesquisa foram as 39 Doutor em Engenharia Florestal pela Universidade Federal do Paraná (UFPR) – UFPR, Curitiba, Paraná, E-mail: dimas.agostinho.silva@gmail.com Microrregiões Geográficas (MRGs) do Paraná e as Pós-Doutor pela Michigan State University (MSU) – UFPR, Curitiba, Paracaracterísticas de agrupamentos, cujas fontes são ná, E-mail: garzelufpr@gmail.com secundárias, estão associadas à indústria de base Ph.D. em Desenvolvimento Regional pela Université du Québec (UQAC)-Canadá – UNIOESTE, Toledo, Paraná, E-mail: jandirbr@yahoo.ca florestal, detalhadas na Tabela 1. 2

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distância apropriado para a formação dos grupos no método hierárquico Ward. A Distância Quadrática Euclidiana é dada por:

Em que xik é o valor da variável k referente à observação i e xjk representa a variável k para a observação j. Na sequência, elabora-se a matriz de similaridade entre todas as observações. De posse da matriz, o passo seguinte consiste em determinar o algoritmo que fará o processo de agrupamento, ou seja, especificar o método de agregação escolhido [8].

Estudo realizado por [10], fez uso de praticamente as mesmas variáveis descritas (Tab, 1), apenas a variável “área total de floresta plantada” difere, contudo, como o objetivo dessa pesquisa volta-se exclusivamente para a indústria florestal, a lógica de [15], referente a Teoria da Localização, detalhada em [1-3-7-11], justifica sua inserção no conjunto de variáveis de agrupamento. Para amenizar eventual ocorrência de multicolinearidade, considerando que os elementos utilizados na análise contêm forte suporte teórico, o procedimento adotado deve ser de buscar reduzir os sujeitos (MRG) a números próximos em cada conjunto [8]. Não se buscou a eliminação de casos para se corrigir eventual existência de outliers, por serem considerados grupos extremos. Isso deve-se ao fato de tentar atender, nas palavras de [8] “(...) garantir que forte suporte conceitual anteceda a aplicação da técnica”.

As soluções hierárquicas são preferidas quando todas as soluções alternativas devem ser examinadas e quando o tamanho da amostra é moderado (300-400), caso dessa pesquisa. Dentre as soluções hierárquicas, optou-se por utilizar o método Ward. O método Ward tem como etapas: i) calcular as médias das variáveis para cada grupo; ii) calcular o quadrado da distância euclidiana entre estas médias e os valores das variáveis para cada indivíduo; iii) somar as distâncias para todos os indivíduos; iv) minimizar a variância dentro dos grupos [6].

A utilização de variáveis com escalas ou medidas diferentes exige padronização das mesmas. A forma mais difundida de padronização consiste em transformar cada variável em escore padrão (Z score) [8]. O método Z score padroniza cada variável (x) de forma a apresentar média zero e desvio padrão 1, sendo:

Ainda, o procedimento requer a definição da medida de similaridade ou dissimilaridade (distância) a ser utilizada. Considerando que os dados utilizados nessa pesquisa são métricos, utilizou-se a Distância Quadrática Euclidiana como medida de distância, que de acordo com [6] é o critério de

Figura 1. Dendrograma resultante da classificação de grupos - Fonte: Elaboração dos autores. Revista Biomassa BR

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A etapa final da técnica consiste em determinar o número de agrupamentos. Optou-se por definir o número de agrupamentos com base na visualização gráfica (dendrograma), utilização do método twostep e análise minuciosa das características (dados) de cada MRG.

reduzida quantidade de área de floresta plantada e VAF, números bem abaixo da média estadual. Merece destaque o número de empregos gerados na MRG de Apucarana, um dos maiores do Estado.

O segundo subgrupo é composto pelas MRGs de Cerro Azul, Irati, Palmas, Prudentópolis e Rio Resultados e Discussões Negro. A característica marcante e comum entre essas regiões é o fato de apresentarem área de floApós realização dos procedimentos (seção 2), resta plantada próxima ou acima da média estaduobteve-se dendrograma (Fig. 1). al – que corresponde a aproximadamente 27.000 ha. As regiões de Rio Negro e Irati se destacam ainCom a aplicação do método de aglomeração da por apresentar VAF mais expressivo. foi possível identificar a existência de dois agrupamentos distintos. O primeiro agrupamento é consPor Fim, o terceiro subgrupo, numericamentituído por regiões de notório destaque no setor no te maior em relação aos demais (25 MRGs). Os Estado. Compõe esse grupo as MRGs de Curitiba, elementos comuns às regiões desse subgrupo é Telêmaco Borba, Ponta Grossa, Jaguariaíva, União basicamente a disponibilidade de área de floresta da Vitória e Guarapuava. A MRG de Curitiba, que plantada, número empregos no setor e VAF, ambos justifica sua presença no agrupamento por apre- abaixo da média estadual. Uma vez identifisentar, em todas as variáveis consideradas, núme- cado o principal grupo, buscou-se caracterizá-lo ros de destaque, sendo detentora do maior número sob a ótica da capacidade de geração de energia de indústrias e de postos de trabalho do setor. A elétrica a partir da biomassa florestal. As regiões MRG de Telêmaco Borba justifica sua presença no que formam o primeiro agrupamento respondem agrupamento, por apresentar o maior Valor Adi- por 99,4% de toda a energia elétrica gerada a parcionado Fiscal do setor e maior área de floresta tir de biomassa florestal no Paraná. Só a MRG de plantada, dentre todas as regiões do Estado. A Telêmaco Borba detém mais de 198 mil hectares robustez da referida região no VAF e na área de de floresta plantada e potência instalada (outorgafloresta plantada é justificada principalmente pela da) para geração de energia elétrica da ordem de presença da indústria Klabin, uma das gigantes 443.250 kW. A MRG de Jaguariaíva, apesar de posmundiais na área de celulose, papéis e embalagens. suir mais de 125 mil hectares de floresta plantada, A MRG de Ponta Grossa firma posição no grupo tem apenas 9.000kW de potência instalada para de destaque por apresentar o segundo maior VAF geração de energia elétrica. A MRG de Guarapuado setor no Estado, indicando que apesar de não va, com mais de 102 mil hectares de floresta planter os maiores números referente a indústrias do tada, tem potência instalada próxima a 19.000kW. setor, acomoda empresas de relativo porte. A Mi- As demais MRGs do agrupamento, em conjunto, crorregião de Jaguariaíva detém a segunda maior somam 201.253ha de floresta plantada e 35.000kW área total de floresta plantada e VAF bem acima da de potência instalada. média estadual. A região de União da Vitória conquistou espaço nesse agrupamento principalmenDesconsiderando fatores como gênero, idade, te por apresentar a quarta maior área de florestal espaçamento do plantio, enquanto a MRG de Teplantada de todo o Estado, mais de 78 mil hectares. lêmaco Borba tem potência instalada para geração Já a MRG de Guarapuava marcou presença nesse de eletricidade da ordem de 2,24kW/ha, as demais seleto agrupamento por apresentar a terceira maior MRGs apresentaram aproveitamento bem inferior área de floresta planta – mais de 100 mil hectares (0,23kW/ha em União da Vitória; 0,16kW/ha em –, manter próximo a 7 mil postos de trabalho em Curitiba; 0,18kW/ha em Guarapuava; 0,10kW/ha indústrias do setor e ainda deter o quinto maior em Ponta Grossa; 0,07kW/ha em Jaguariaíva). VAF na indústria do setor no Estado. Para algumas Regiões destacadas, a indústria do setor florestal tem tamanha importância que se tornou objeto de estudo, conforme [2-12-14]. O segundo conglomerado, para fins de análise, foi dividido em três subgrupos. O primeiro subgrupo do segundo agrupamento é formado pelas MRGs de Apucarana, Londrina e Maringá. O número de Indústrias da Madeira e do Mobiliário, da Indústria do Papel, Papelão, Editorial e Gráfica mostrou-se acima da média do Estado para as três Regiões. O que dissociou esse subgrupo do primeiro agrupamento foi o fato dessas regiões deterem 28 Revista Biomassa BR


exploram a biomassa florestal para fins de geração de energia elétrica, contudo, a capacidade instalada de geração nas MRGs de Curitiba, Ponta Grossa, Jaguariaíva, União da Vitória e Guarapuava mosAnalisar o número de indústrias e de empre- tra-se expressivamente inferior quando comparagos no setor mostra-se pertinente, sob a ótica do da a MRG de Telêmaco Borba. potencial de geração de eletricidade, dado que os resíduos da indústria florestal são passíveis de uti Fatores como baixa capacidade instalada lização para a geração de energia elétrica. O núme- de geração de eletricidade a partir de biomassa ro de indústria contribui para o entendimento do florestal, direcionamento inadequado de resíduos número de unidades industriais geradoras de resí- sólidos por parte das indústrias do setor e ausência duos e o confronto do número de indústrias com o de estudos de viabilidade econômica podem estar número de empregos auxilia no entendimento do colaborando para o resultado e merecem a sugesporte das unidades industriais instaladas. tão para pesquisas futoras. Figura 2. Floresta plantada x Potência outorgada (Aneel) de termelétricas a base de biomassa florestal - Fonte: elaboração dos autores.

A MRG de Curitiba apresentou a maior quantidade de postos de trabalho (73.616) e unidades industriais do setor (1.939), vide Fig.3. A MRG de Telêmaco Borba apresentou o segundo melhor número de empregos do grupo (9.055), porém o número de indústrias é um dos menores do grupo, sugerindo a existência de indústria de maior porte (destaque para a indústria Klabin). A MRG de Guarapuava se destacou com o segundo maior número de indústrias (315) e terceiro de empregos (6.868).

Figura 3. Número de Indústrias do setor x Número de empregos - Fonte: elaboração dos autores.

Dentre as MRGs do agrupamento, a MRG de Curitiba apresentou o maior potencial de geração de resíduos industriais que eventualmente poderiam ser aproveitados para geração de energia elétrica, seguida da MRG de Guarapuava. Conclusões Os resultados encontrados sugerem a existência de dois diferentes agrupamentos da indústria de base florestal no Paraná. O primeiro e principal agrupamento formado pelas MRGs de Curitiba, Telêmaco Borba, Ponta Grossa, Jaguariaíva, União da Vitória e Guarapuava.

No primeiro agrupamento todas as MRGs

Agradecimentos: CNPq e UNICENTRO. Referências [1] ANDRADE, W. S. P.; GOMES, M. F. M.; SANTOS, H. N.; DE LIMA, J. E. Localização economicamente ótima das novas agroindústrias de abate e processamento de aves e suínos no Brasil. Viçosa - MG, Revista de Econ. e Agron. – REA, 5, 2007. 379-400. [2] CIESLAK , M.; MENON, G.; GONZAGA, C. A. M. Arranjo produtivo local e ação coletiva: mercado madeireiro e estratégia organizacional. In: VII Congresso Brasileiro de Engenharia da Produção, Ponta Grossa, PR, Anais... Ponta Grossa: VII Congresso Brasileiro de Eng. da Produção/UEPG, 2017. [3] CLEMENTE, A. Economia regional e urbana. São Paulo: Atlas, 1994. 170p. [4] EISFELD, R. L. F.; NASCIMENTO, A. F. Mapeamento dos Plantios Florestais do Estado do Paraná: Pinus e Eucalyptus. Curitiba: Instituto de Florestas do Paraná, 2015.72p. [5] EPE, Empresa de Pesquisa Energética. Balanço energético Nacional 2017: ano base 2016. Rio de Janeiro: EPE, 2017. 291p. [6] FAVERO, L. P.; BELFIORE, P.; DA SILVA, F. L.; CHAN, B. L. Análise de dados: modelagem multivariada para tomada de decisões. Rio de Janeiro: Elsevier, 2009. 646p. [7] HADDAD, P.R. (Org.). Economia regional: teorias e métodos de análise. Fortaleza: BNB/ETENE, 1989. 694p. [8] HAIR JR., J. F.; BLACK, W. C.; BABIN, B. J.; ANDERSON, R. E.; TATHAM, R. L. Análise multivariada de dados. 6 Ed. Porto Alegre: Bookman, 2009. 688p. [9] IPARDES, Instituto Paranaense de Desenvolvimento Econômico e Social. Base de dados do estado. Disponível em: <http://www.ipardes. pr.gov.br/imp/index.php> Acesso em: 05 de março de 2018. [10] IPARDES, Instituto Paranaense de Desenvolvimento Econômico e Social. Arranjos produtivos locais e o novo padrão de especialização regional da indústria paranaense na década de 90. Curitiba: IPARDES, 2003. 95p. [11] LEME, R.A.S. Contribuições à teoria da localização industrial. SP: IPE/USP, 1982. 387p. [12] NUNES, P. A.; MELO, C. O.; TEIXEIRA, D.. A participação do setor madeireiro na economia das microrregiões geográficas do PR – 2009. RBAS, 2, 2012. 8-20. [13] SANTOS, F.; COLODETTE, J.; QUEIROZ, J. H.. Bioenergia & biorrefinaria: cana de açúcar & espécies florestais. Viçosa (MG): Os Editores, 2013. [14] SOUZA, N. A. Arranjos produtivos locais: o caso de chapas e laminados de Ponta Grossa. UFPR. 2005. Curitiba 2005. Dissertação (Mestrado em Desenv. Econ.) – UFPR, PR, 2005. 142p. [15] WEBER, A. Theory of the location of industries. Chicago: Chicago University, 1969. 256p

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UTILIZAÇÃO DA ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO PRÓXIMO NA IDENTIFICAÇÃO DE TEMPERATURAS DE CARBONIZAÇÃO Fernanda Maria Guedes Ramalho1; Taiana Guimarães Arriel1; Rodrigo Simetti1; Breno Assis Loureiro1; Paulo Ricardo Gherardi Hein1

RESUMO Para detecção de possíveis fraudes, a temperatura de carbonização da madeira influencia fortemente na distinção de carvão vegetal via espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) quanto à espécie florestal precursora. Por isso, um dos procedimentos metodológicos sugeridos é estimar a temperatura de carbonização e então identificar qual foi a origem da madeira utilizada para produção dos carvões a partir de um modelo apropriado para aquela temperatura. Diante disso, o objetivo desse estudo foi gerar modelos de classificação da temperatura utilizada em carbonizações de diferentes espécies florestais utilizando a espectroscopia no NIR associada a análise multivariada. Quatro espécies nativas (Cedrela sp., Aspidosperma sp., Jacaranda sp. e Apuleia sp.) e dois híbridos de Eucalyptus grandis × E. urophylla foram carbonizados. Quinze corpos de prova de cada material nas temperaturas 300 °C, 500 °C e 700 °C foram utilizados, totalizando 270 corpos de prova (6 materiais x 15 repetições x 3 temperaturas). Espectros no NIR foram coletados na face radial de todos os corpos de prova e submetidos a análise discriminante por mínimos quadrados parciais (PLS-DA) com tratamento primeira derivada e sem tratamentos. Os modelos desenvolvidos por meio da PLS-DA em espectros não tratados foram capazes de classificar as classes das temperaturas com 99, 93 e 98% de acertos para as temperaturas 300 °C, 500 °C e 700 °C, respectivamente. Para os espectros tratados por primeira derivada o total de acertos foi 99, 96 e 94% para as classes de temperaturas 300 °C, 500 °C e 700 °C, respectivamente. A tecnologia NIR se mostrou eficiente na identificação de todas as temperaturas de carbonização utilizadas. PALAVRAS-CHAVE: NIRS; carvão vegetal; carbonização de madeira; análise multivariada.

Introdução O carvão vegetal é uma importante fonte de energia muito utilizada no Brasil. O seu consumo está concentrado no mercado interno, mais precisamente no setor siderúrgico. Além do setor siderúrgico, o carvão vegetal é destinado a outros fins como a indústria farmacêutica, empresas produtoras de filtros de máscaras de gases, purificação de água e bebidas, dentre outros (SOUZA et al., 2016). Outro destino do carvão vegetal é o uso doméstico para cocção de alimentos, popularmente chamado de churrasco, e em lareiras (DIAS JÚNIOR et al., 2015). De todo carvão vegetal consumido no país em 2016, 4,5 milhões de to1

Departamento de Ciências Florestais, Universidade Federal de Lavras, Caixa Postal 3037, Lavras (MG), Brasil, 37200-000. fernandaguedesrm@hotmail.com.

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neladas, 84% foi oriundo de madeira de florestas plantadas e 16% provindo de madeiras nativas. Em relação ao ano de 2015, ocorreu um aumento de 2% na participação de florestas plantadas (IBÁ, 2017). Esse aumento na participação de madeira plantada na produção de carvão vem ocorrendo ao decorrer dos anos devido à proibição do uso de madeira nativa por alguns estados. Com isso há a fiscalização por meio de órgãos ambientais e a implementação de plantios comerciais para suprir a demanda do produto.

de carvões.

Ramalho et al. (2017) apresentaram o potencial da espectroscopia no NIR associada a análises multivariadas para distinção de carvão vegetal produzido de madeira plantada e nativa. Contudo, este estudo mostrou a influência da temperatura final de carbonização nas classificações estimadas por modelos com base em espectros no NIR. Segundo os autores, os espectros dos carvões se distinguem primeiramente em função da temperatura e somente após a separação das A identificação da origem do car- amostras de carvão por temperatura vão, se é proveniente de madeira na- de carbonização é que a distinção por tiva ou de florestas plantadas, é difí- origem da madeira é possível. cil a olho nu, fazendo-se necessário a aplicação de técnicas para auxiliar na Dessa forma, é necessário desendistinção desses materiais. A espec- volver modelos capazes de estimar troscopia no infravermelho próximo as temperaturas de carbonização, (NIRS) associada a análise multivaria- como os apresentados por Costa et da vem sendo estudada com o objeti- al. (2018), para que posteriormente vo de auxiliar na distinção de classes a amostra seja classificada em fun-


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ção do tipo de madeira precursora (madeira nativa ou plantada) por um modelo apropriado para cada faixa de temperatura. Dessa forma, será possível aplicar a tecnologia NIR para auxiliar nas ações de fiscalização para coibir a produção e comércio ilegal de carvão vegetal. Diante do contexto, o objetivo deste estudo foi gerar modelos de classificação da temperatura utilizada em carbonizações de diferentes espécies florestais utilizando a espectroscopia no NIR associada a análise multivariada.

Figura 1. Espectros no NIR coletados em carvões produzidos em diferentes temperaturas.

Metodologia A. Material biológico e preparação das amostras (UFLA, Brasil). As condições das carbonizações estão descritas abaixo: Espécies madeireiras do bioma Cerrado e de reflorestamento foram • Quinze corpos de prova de utilizadas neste estudo. As espécies do cada material biológico (4 nativos e Cerrado foram Cedrela sp. (Cedro), 2 tipos de Eucalyptus) por carbonizaAspidosperma sp. (Peroba), Jacaranda ção. sp. (Jacarandá) e Apuleia sp. (Garapa). Com relação ao plantio comercial, • Temperatura inicial: 40 °C dois híbridos de Eucalyptus grandis × E. urophylla, aos 6,5 anos de idade • Taxa de aquecimento: 5 °C. foram utilizados. As espécies nativas min-1 ocorrem com muita frequência no Cerrado brasileiro, enquanto os dois • Temperatura final: 300 °C, 500 tipos de material de eucalipto se en- °C e 700 °C contram em conformidade com uma variação genética existente entre os • Patamar de residência na temmateriais de reflorestamento no Bra- peratura final: 1 hora sil. • Período de resfriamento: 15 Quarenta e cinco corpos de prova horas (livres de defeitos) foram obtidos para cada material. Amostras com dimenResultando em 270 corpos de sões de 3,5 cm × 3,5 cm × 10 cm (R prova de carvão vegetal (6 materiais × T × L) e 2,5 cm × 2,5 cm × 10 cm × 3 temperaturas × 15 repetições). Es(R × T × L) foram produzidas a partir sas três temperaturas foram utilizadas de madeira nativa e reflorestada, res- para representar a variação térmica pectivamente. Os 45 corpos de prova dentro de um forno industrial. produzidos para cada material foram levados para carbonização em 3 diC. Obtenção dos espectros no NIR ferentes temperaturas (15 corpos de Os espectros foram coletados prova por carbonização). utilizando um espectrômetro Bruker B. Carbonização FT-NIR, modelo MPA, em modo de reflexão difusa. A via de aquisição foi As amostras de madeira foram a fibra, faixa de 12.500 a 3.500 cm−1 e carbonizadas em forno Macro ATG resolução de 8 cm−1. Dois espectros desenvolvido pelo Centro de Coo- foram registrados na face radial das peração Internacional em Pesquisa superfícies de todas as amostras de Agronômica para o Desenvolvimen- carvão. Os espectros foram obtidos to (CIRAD, França) em parceria com por meio do programa OPUS, versão a Universidade Federal de Lavras 7.5. 32 Revista Biomassa BR

D. Análise multivariada Os espectros coletados no infravermelho próximo foram analisados sem tratamentos e com tratamento por primeira derivada. O Software estatístico Chemoface v.1.6 (Nunes et al., 2012) foi utilizado para realizar a análise discriminante por mínimos quadrados parciais (PLS-DA). Essa análise foi usada para estimar a categoria (300 °C, 500 °C ou 700 °C) das amostras de carvão vegetal. Resultados e Discussões A. Espectros coletados no NIR em carvões produzidos em diferentes temperaturas Os espectros sem pré-tratamentos adquiridos no infravermelho próximo medidos em amostras de carvão vegetal produzidas a 300 °C, 500 °C e 700 °C (Figura 1) apresentaram três padrões distintos de assinatura espectral. Os espectros coletados em carvões produzidos na menor temperatura apresentaram bandas de absorção mais visíveis que os produzidos nas temperaturas 500 °C e 700 °C. Os carvões produzidos a 300 °C podem conter componentes químicos como celulose, hemiceluloses e lignina, que não estão presentes nos produzidos nas maiores temperaturas, uma vez que podem ser degradados nestas últimas. E isso faz com que os espectros das temperaturas mais altas apresentem menor interação com a radiação.


B. Classificação das temperaturas por PLS-DA A análise discriminante por mínimos quadrados parciais foi realizada a partir de dados espectrais não tratados (Tabela 1) e tratados por primeira derivada (Tabela 2) com o objetivo de desenvolver modelos para prever a classificação de amostras de carvão vegetal nos grupos 300 °C, 500 °C e 700 °C.

çoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) pelo financiamento e apoio ao trabalho experimental. Referências

[1] COSTA, L. R.; TRUGILHO, P. F.; HEIN, P. R. G. Evaluation and clasAs classificações a partir do modesification of eucalypt charcoal qualo 500 °C melhorou com o tratamento dos dados, obteve 96% de acerto na lity by near infrared spectroscopy. predição da temperatura. O modelo Biomass and Bioenergy, p. 85–92, para 700 °C diminuiu a capacidade de 2018. predizer corretamente a classe de temperatura, passando de 98% para 94% [2] DIAS JÚNIOR, A. F.; ANDRADE, de classificação correta. C. R.; BRITO, J. O.; MILAN, M. DesApós a aplicação do tratamento dobramento da função qualidade observou-se que a porcentagem de na avaliação da qualidade do carvão classificações corretas diminui à me- vegetal utilizado para cocção de alidida que a temperatura final de car- mentos. Floresta & Ambiente, v. 22, n. bonização aumenta. Ramalho et al. 2, 2015. As estimativas a partir do modelo (2017) utilizaram a PLS-R para predi300 °C foram as melhores, apenas com zer classes de carvões nativos e planuma classificação incorreta (Tabela 1). tados produzidos em diferentes tem- [3] INDÚSTRIA BRASILEIRA DE Quanto menor a temperatura de car- peraturas e também encontraram essa ÁRVORES. Relatório IBÁ 2017. São Paulo, 2017. 77 p. bonização, mais componentes quími- tendência em seus resultados. cos que antes existiam na madeira são preservados e como isso mais inforConclusões [4] NUNES, C. A.; FREITAS, M. P.; mações úteis terão os espectros para PINHEIRO, A. C. M.; BASTOS, S. que ocorra uma boa predição durante A identificação das temperaturas C. Chemoface: a Novel Free Useras análises. A amostra classificada de de carbonização por meio da especforma incorreta foi confundida com troscopia no NIR associada a PLS-DA -Friendly Interface for Chemometria maior temperatura, no caso, 700 °C. foi mais eficiente na menor tempera- cs. Journal of the Brazilian Chemical tura, seguido dos modelos 700 °C e Society, Vol. 23, No. 11, 2003-2010, O modelo 700 °C apresentou 500 °C para os espectros sem trata- 2012. a segunda melhor estimativa, 98% mento e pelos modelos 500 °C e 700 °C de acertos, e o modelo 500 °C gerou para os espectros tratados. Entretanto, [5] RAMALHO, F. M. G.; ANDRADE, maior número de classificações incor- a porcentagem de acerto mínima foi retas. Costa et al. (2018) realizaram a 93% o que é considerado satisfatório. J. M. A.; NAPOLI, A.; HEIN, P. R. G. PLS-DA para predizer as temperatu- As predições das temperaturas de car- Potential of Near-Infrared Spectrosras dos carvões produzidos a 400 °C, bonização se mostraram eficazes, com copy for Distinguishing Charcoal 500 °C, 600 °C e 700 °C e obtiveram isso é possível separar os espectros Produced from Planted and Native o menor número de acertos também por lotes em função das temperaturas Wood for Energy Purpose. Energy para a temperatura 500 °C, corrobo- e esses podem ser utilizados em novas Fuels, p. 1593-1599, 2017. rando com esse trabalho. análises para predição das espécies que deram origem aos carvões. [6] SOUZA, N. D.; AMODEI, J. B.; Ao realizar a análise PLS-DA com XAVIER, C. N.; DIAS JUNIOR, A. F.; os espectros tratados por primeira Agradecimentos derivada (Tabela 2), o modelo 300 °C CARVALHO, A. M. Estudo de caso novamente obteve maior porcentaOs autores agradecem à Pró-Rei- de uma planta de carbonização: avagem de acertos na classificação, com toria de Pós-Graduação da Univer- liação de características e qualidade somente uma amostra classificada sidade Federal de Lavras (UFLA), como 700 °C, da mesma forma como ao Conselho Nacional de Desenvol- do carvão vegetal visando uso sideocorreu com os espectros sem trata- vimento Científico e Tecnológico rúrgico. Floresta e Ambiente, v. 23, p. mento. (CNPq), à Coordenação de Aperfei- 270-277, 2016.

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Cobertura

CIBIO 2018 & 3ª EXPOBIOMASSA

BATERAM TODOS OS RECORDES Número de visitantes e expositores superaram todas as expectativas dos organizadores

Congresso Internacional de Biomassa trouxe conhecimento e criou parcerias estratégicas para o setor de Biomassa e Energia na última semana.

Aproximadamente quatro mil visitan- foi a parceria entre a empresa TMSA tes estiveram presentes durante os três e a Planalto Picadores, a qual fortalecerá ambas as empresas para o setor dias de evento de biomassa no Brasil nos próximos Curitiba foi palco da terceira edição meses. do Congresso Internacional de Biomassa (CIBIO 2018) na última se- De acordo com Tiago Fraga, CEO do mana. O evento, que reuniu especia- Grupo FRG Mídias & Eventos, emlistas, empresários, pesquisadores e presa organizadora do evento, as paruniversidades em prol da produção cerias fechadas movimentarão mais de Biomassa e Energia, contou com a de 50 milhões de reais em negócios. presença de aproximadamente quatro Fraga destaca que o Grupo FRG celemil visitantes, de cinco países diferen- bra este momento junto com o setor tes, além da exposição de mais de 50 no Brasil. “Este é disparado o maior empresas ligadas ao setor durante a evento de Biomassa e Energia já rea3ª Expobiomassa, evento paralelo ao lizado no Brasil e na América do Sul, mostrando que o setor ainda tem muito Congresso. mais para alcançar e que os próximos Realizado entre os dias 04,05 e 06 de anos certamente serão de colheita farsetembro no Centro de Eventos, na ta” afirma ele. Federação das Indústrias do Estado do Paraná (FIEP), o evento teve a Temas como a baixa contratação de presença de instituições importantes usinas de biomassa em leilões de como a Embrapa Agroenergia, a Em- energia, a importância do programa brapa Florestas, a União das Indús- RenovaBio para a produção de biotrias de Cana de Açúcar (UNICA) e a combustíveis, assim como o potencial Associação da Indústria da Cogeração gigantesco do Brasil para a produção de Biomassa Florestal foram debatide Energia (COGEN). dos durante os painéis. O CIBIO 2018 O evento levou conhecimento sobre o contou também com eventos parasetor de biomassa e serviu como ponte lelos como a 3ª Expobiomassa, que para o fechamento de parcerias estra- acontece todos os anos e o primeiro tégicas entre empresas. Um exemplo Forest Biomass Day, o qual levou par34 Revista Biomassa BR

ticipantes para uma fazenda energética e mostrou na prática como a ciência funciona. A importância de políticas públicas para o desenvolvimento do setor também esteve presente entre os assuntos debatidos no CIBIO 2018 e por esta razão uma carta endereçada ao Congresso Nacional foi idealizada pelas instituições presentes no evento com o objetivo de levar sugestões importantes sobre o setor até o Ministério de Minas e Energia (MME). O documento terá como remetente o CIBIO e será assinado por várias instituições como a UNICA, COGEN, ABGD, ABEAMA entre outras. “A carta levará sugestões para que o setor possa alavancar com políticas públicas, incentivos fiscais, melhoria nos leilões para que o setor de biomassa possa ter mais destaque e com mais projetos aprovados” ressalta Fraga. A terceira edição do Congresso Internacional de Biomassa foi considerada um sucesso pela organização e a quarta edição já tem data para acontecer em 2019.


Cobertura

1º FOREST DAY FOI REALIZADO DURANTE O SEGUNDO DIA DO CIBIO 2018

Participantes foram levados para um dia na prática de uma Floresta Energética. O segundo dia do CIBIO 2018 e da 3ª Expobiomassa foi marcado pela realização dos eventos paralelos. Além da Feira Internacional de Biomassa que está acontecendo todos os dias e fomentando negócios, o segundo dia do evento também contou com a realização do primeiro Forest Day, o qual mostrou na prática a rotina de uma floresta energética. Organizado pelo Grupo FRG Mídias & Eventos em parceria com a Francio Soluções Florestais, o dia na prática contou com a participação de cerca de 60 pessoas e levou conhecimento e exploração de uma fazenda energética em Campo Largo, região metropolitana de Curitiba. De acordo com o consultor Pedro Francio Filho, o evento foi bastante dinâmico, pois teve a possibilidade de mostrar a ciência na prática com vários detalhes sobre a silvicultura e engenharia. O evento foi dividido em duas partes,

Durante o primeiro Forest Day dados importantes sobre florestas energéticas puderam ser absorvidas pelos participantes. Francio destaca que um levantamento de dados retirado da área mostra um crescimento expressivo de produtividade, o qual chega a ser acima do dobro da média nacional que é 40, a área estudada apresentou 82 m³ha, o que representa uma produuma na parte da manhã onde teve pa- ção de biomassa muito elevada. Ainda lestras na sede na fazenda e outra na segundo Francio o material genético parte da tarde onde os participantes utilizado na fazenda energética visitaforam ao campo. “O evento foi muito da foi o Clone GPC 23 da PlanFlora. oportuno porque os produtores, participantes, investidores e alunos en- O 1º Forest Day teve a participação tenderam a ciência e importância de ativa de todos os participantes. Para cada detalhe para obter alta produti- o consultor o evento foi importante e vidade. Respeitando o solo, o clima, a muito rico pelos questionamentos que temperatura, as escolhas das espécies, os espaçamentos, a silvicultura de fato houveram durante o evento. De acorali no campo mostrando como você do com ele os participantes sairão do pode obter uma alta produtividade” evento com a sensação de dever cumdestacou Francio Filho. prido.

4ª EDIÇÃO DO CIBIO E EXPOBIOMASSA GD JÁ TEM DATA MARCADA Confirmada para os dias 25,26 e 27 de junho, a nova edição do evento contará com novidades de acordo com Fraga. “Para 2019 o grande destaque será a parte dinâmica, onde as empresas poderão mostrar seus produtos e serviços com parte dinâmica mostrando na prática a trituração de madeira, sistema de pelletizadoras, sistemas de aquecimento com biomassa enfim todo este contexto” explicou ele. Revista Biomassa BR

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Entrevista

A Revista Biomassa BR traz uma entrevista exclusiva com Francesco Stella, diretor comercial da Costruzioni Nazzareno

A empresa é especialista no projeto e fabricação de sistemas completos para o setor de energia renovável Revista Biomassa BR - Nos fale como funciona a empresa com dados de tamanho, capacidade de produção da Nazzareno na Itália. Francesco Stella - A Costruzioni Nazzareno foi fundada pelo atual proprietário, o senhor Nazzareno Carlesso em 1988 e somos líder no mercado Europeu na construção de plantas completas de Pellets de Madeira . A empresa esta instalada na cidade de TREVISO no nordeste da Itália e conta com a força e determinação de 100 colaboradores. Revista Biomassa BR - Comente um pouco sobre as peculiaridades e também lições que podemos aprender com o setor de biomassa e principalmente o setor de Pellets na Itália. O pellet de madeira começou ser produzido na Itália cerca de vinte anos atrás e durante todo este tempo encontrou formas e posicionamento em vários segmentos de mercados, como o mercado do Pet, Hotelaria , aviário e na Agricultura. Mas onde realmente os italianos apreciaram mais esta fonte de Energia é na calefação doméstica, matriz energética barata, confrontada ao lado das outras fontes de energia como o Gás ou o Óleo Diesel . A Itália no ano passado produziu cerca de 700.000 toneladas de pellets de madeira, mas consumiu mais de 4.000.000 de toneladas, atingindo o primeiro lugar na Europa como consumidor de pellets doméstico. 36 Revista Biomassa BR

A Costruzioni Nazzareno tem em ativo mais de 130 projetos instalados no mundo todo... Revista Biomassa BR - Quais os principais projetos desenvolvidos pela empresa em nível mundial e quantos projetos são ao todo? A Costruzioni Nazzareno tem em ativo mais de 130 projetos instalados no mundo todo, claro que com uma forte porcentagem de instalação na Itália e na Europa. Com toda certeza existe projetos que se destacam dos outros, talvez pela complexidade da planta ou pela capacidade de produção ou pela posição geográfica da planta , mas posso afirmar que todos os projetos que sai da nossa empresa são projeto únicos e customizados conforme as exigência do cliente. Revista Biomassa BR - O que fez a empresa a apostar no mercado brasileiro? A nossa empresa começou a enxergar o mercado Brasileiro em 2010 tendo os primeiros contatos e primeiros projetos, mas só em 2012 foi instalada a nossa primeira unidade no Brasil. O que nos deixa muito confiantes do mercado Brasileiro é a quantidade e a qualidade da matéria

prima, quantidade pela extensao de reflorestamento no Brasil, pela posição geográfica, a velocidade de rotatividade e a qualidade porque a madeira brasileira da uma excelente performance no pellets em termo de resíduo de cinza e poder calorífero. Revista Biomassa BR - Nos fale sobre os principais diferenciais dos equipamentos da Nazzareno para o setor de Biomassa no Brasil. Um diferencial do nosso equipamento é que a Costruzioni Nazzareno realiza só e exclusivamente plantas industrial para produzir Pellet de madeira , não realizamos plantas com outra Biomassa que não seja madeira e também porque a Costruzioni Nazzareno realiza os projetos e construção de todas as máquinas sem recorrer a fornecedores externos a empresa. Isso rende ao nosso cliente mais confiança no resultado final. Revista Biomassa BR - Quais novidades a empresa está preparando para 2019? A nossa empresa para o 2019 continuará investindo em pesquisa, tecnologia e recursos humanos. Vamos aumentar a área fabril e também vamos acrescentar mais uma unidade a Laser para otimização e precisão de corte e também aumentar a produtividade , tudo para vir de encontro as exigências dos nossos clientes.


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APROVEITAMENTO DOS GASES DA CARBONIZAÇÃO PARA SECAGEM DA MADEIRA DENTRO DO FORNO Humberto Fauller de Siqueira1; Angélica de Cássia Oliveira Carneiro 1; Sálvio Teixeira 1; Laura Vitória Lima 1; Leonardo Nunes Souza 1

Resumo O Brasil é destaque mundial na produção de carvão vegetal, entretanto, a destinação da madeira para este fim possui um agravante no seu uso que é o teor de umidade. Comumente, a madeira é deixada cerca de 180 dias em campo para secagem, dessa forma, a secagem da madeira dentro do forno pode ser uma alternativa, visto a redução de custos e dias no processo de secagem. Neste sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar a secagem da madeira dentro do forno de carbonização em uma planta piloto do sistema forno-fornalha utilizando os gases combusto do queimador. Foi realizada a construção e adaptação de uma planta piloto do sistema forno-fornalha para transporte dos gases do queimador. Foram realizadas carbonizações tradicionais para geração de gás e, consecutivamente, a combustão e direcionamento para secagem da madeira. A madeira foi carbonizada na posição vertical e na cúpula do forno as mesmas foram acondicionadas na posição horizontal para melhor aproveitamento do espaço interno do forno. A madeira para secagem foi acondicionada dentro do forno semelhante ao arranjo da carbonização. Pesou-se toda a carga de madeira antes e após o processo de secagem. Ao final do processo de secagem a madeira foi imediatamente desenfornada e realizada amostragem para gerar o perfil térmico. Com a obtenção da massa inicial e final das amostras, foi possível calcular a redução do teor de umidade da carga total de madeira. Foram avaliados 4 diferentes tempos de secagem (15, 30, 60 e 120 horas) a 120 °C e 3 repetições para cada tempo. Os resultados foram submetidos a analise de variância, pelo teste F, a 5% de significância. Quando estabelecidas diferenças significativas, foram submetidos a teste Tukey a 5% de significância. Após análise dos dados, foi realizada a carbonização com o tempo de secagem escolhido e avaliado as propriedades físicas, química e mecânica do carvão vegetal, comparando-as com o padrão de qualidade exigido para fins siderúrgicos. Observou-se que o sistema 1

Doutorando em Ciências Florestais – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, fauller_humberto@hotmail.com

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foi efetivo na secagem da madeira. A redução do teor de umidade da madeira apresenta tendência de crescimento em função do tempo de secagem, apresentado redução média de 30,0; 38,1; 40,0 e 55,2%, para 15, 30, 60 e 120 horas de secagem, respectivamente. Os tempos de secagem de 30 e 60 horas apresentam diferenças significativas dos demais tratamentos, sendo a redução do teor de umidade médio de 48,88% e 49,24% para 30,27% e 29,52%, respectivamente. Vale ressaltar que é recomendado teor de umidade da madeira próximo à 30% para carbonização, o que foi observado nos tempos de secagem a partir de 30 horas. Foi escolhido o tratamento de 30 horas para realizar secagem e carbonização da madeira devido menor tempo e melhor eficiência. Observou-se que o carvão vegetal produzido atendeu aos padrões exigidos para fins siderúrgicos, com densidade granel de 180,65 kg.m-3 (>180 kg.m-3), teor em carbono fixo de 82,39% (75% > CF > 85%) e friabilidade de 10,59% (< 11%, pouco friável). Conclui-se que o sistema forno-fornalha adaptado apresenta potencial de aplicação para secagem da madeira. O tratamento de secagem por 30 horas apresentou-se como mais eficiente. Estudos sobre viabilidade econômica para secagem da madeira dentro do forno devem ser realizados para validar este método de secagem. PALAVRAS-CHAVE: pirólise; sistema forno-fornalha; umidade da madeira; carvão vegetal, queimador de gás. AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem à empresa Arcelor Mittal pela contribuição financeira para desenvolvimento deste estudo; aos órgãos de pesquisa: Sociedade de Investigações Florestais (SIF), ao Departamento de Engenharia Florestal/UFV, à Fundação de Amparo a Pesquisa de Minas Gerais (FAPEMIG), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo aporte de bolsa aos autores, e aos parceiros do Projeto Siderurgia Sustentável/ PNUD.


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• Propriedades do Carvão Vegetal • A indústria da Base Florestal no estado do Paraná • Cobertura Cibio 2018 & 3ª EXPOBIOMASSA • Entrevista...

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