Realizado em Goiânia/GO, de 04 a 06 de Setembro de 2017.
ISBN: 978-85-85905-20-0
TÍTULO: CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA E FÍSICO-QUÍMICA POR ANÁLISE IMEDIATA DE CASCAS PROVENIENTES DE ESPÉCIES ARBÓREAS DO CERRADO GOIANO COM INTERESSE PARA TERMOCONVERSÃO
AUTORES: Menezes, A.C.P.F. (IFGOIANO) ; Santos, H.C.F. (IFGOIANO) ; Ozanski, G.D. (IFGOIANO) ; Jesus, A.P. (IFGOIANO) ; Castro, C.F.S. (IFGOIANO)
RESUMO: A flora constituinte do cerrado é a segunda maior dos biomas brasileiros,
características marcantes são a presença de espessas cascas (súberes). 11
espécies arbóreas foram analisadas quimicamente e físico-quimicamente. Para
teor de umidade Curatella america e Guapira noxia (21,67%), carbono fixo
Anadenanthera peregrina e Eugenia dysenterica (31,54 e 13,14%), matéria
volátil Anadenanthera peregrina e Tabebuia ochracea (67,21 e 83,65%), Teor
de cinzas Dimorphandra mollis e Terminalia argenta (0,40 e 17,12%), teor de
extraíveis Qualea grandiflora e Eugenia dysenterica (0,38% e 3,44%), para
poder calorífero superior Tabebuia ochracea e Terminalia argenta (5.1207 e
3.1709 kcal/kg). As 11 biomassas podem serem empregadas na geração de calor
por termoconversão.
PALAVRAS CHAVES: Bomba Calorimétrica; Energia; Cerradão
INTRODUÇÃO: A flora do Cerrado é rica em formações com características de savana,
floresta, campestre e cerrado sentido amplo. Atualmente está classificada 12
mil espécies vasculares distribuídas neste bioma, várias espécies arbóreas
que possuem casca espessa como produção de biomassa, sendo característica de
espécies adaptadas ao clima seco, de solo rico em óxido de alumínio e áreas
afetadas por queimadas como fator natural e antrópico, essa casca possui
função de proteção contra o fogo, perca de umidade e ataque a fitopatógenos
(BASTOS & FERREIRA, p. 101, 2010).
A biomassa é uma fonte alternativa de energia renovável, produzida
continuamente pelos vegetais, atualmente a mais utilizada para
termoconversão é a lenha e resíduos de madeira como faina (MAGALHÃES et al,
p. 10, 2011).
A energia presente na biomassa pode ser transformada por processos de
termoconversão físico-químicos para combustíveis renováveis. O uso dessa
fonte natural de energia deve ser de alta eficiência, baixo custo e deve
estar aliada a preservação da natureza.
Deve-se analisar características físicas como, granulometria e massa
específica, e químicas para análises Imediatas de carvões e in natura,
fornecendo dados sobre teores de umidade, cinzas, material volátil, carbono
fixo e poder calorífero (BARROS, et al., p. 60, 2009; VALE, et al., p. 116,
2000).
O poder calorífero é outra importante análise onde se avalia a eficiência de
produção energética, sendo indicador para quantificar a capacidade
calorífera da madeira ou resíduo agrícola (VIEIRA, p. 21, 2012).
O trabalho avaliou a caracterização química e físico-química por análise
imediata em 11 espécies arbórea do cerrado goiano com interesse para
termoconversão.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram utilizadas 11 espécies arbóreas do Cerrado para caracterização físico-
química com potencial energético a partir de resíduos de biomassa casca
coletadas de Angico-vermelho (Anadenanthera peregrina Var. falcata (Benth.)
Altschul.), Botica-Inteira (Rourea induta Planch.), Capa-rosa (Guapira noxia
Netto. Lund.), Cagaitera (Eugenia dysenterica DC.), Capitão (Terminalia
argenta Mart. & Zucc.), Faveiro (Dimorphandra mollis Benth.), Ipê-Amarelo-
do-Cerrado (Tabebuia ochracea (Cham.) Standl.), Lixeira (Curatella americana
L.), Mirixi (Byrsonima coccolobifolia H. B. & K.), Pau-Terra-Grande (Qualea
grandiflora Mart.) e Pequi (Caryocar brasiliense Camb.), onde foram
analisadas por chave dicotômica, para identificação.
As cascas foram lavadas com água destilada e secas em estufa de circulação
de ar forçado a 100 ºC por 8 horas, logo após foram trituradas em
liquidificador até obtenção de fina granulometria, o particulado passou por
peneiração em malha 20 e 40 Mesh sob vibração por 15 minutos.
Para as análises Imediatas, foram reproduzidas em triplicatas e seguiram
metodologia NBR 8112 (1986) para carvão vegetal análise imediata in natura:
Teor de Umidade, Teor de Cinzas, Teor de Matéria Volátil e Teor de Carbono
Fixo. A determinação de Teor de Extraíveis seguiu metodologia proposta por
IAL (2008), adaptado para 6 horas de extração utilizando Hexano como
solvente.
Para Poder Calorífero Superior seguiram as metodologias NBR 8112 (1986) e
ASTM E711-87 (2004) com tempo controlado para 15 minutos em bomba
calorimétrica.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: De acordo com a Tabela 1, estão descritos os teores de umidade, matéria
volátil, cinzas, carbono fixo e extraíveis. Para teor de umidade em
Curatella americana e Guapira noxia (21,67 e 21,10%), apresentaram maior
concentração de umidade e em Tabebuia ochracea, Byrsonima coccolobifolia e
Caryocar brasiliense (1,32; 2,46 e 2,60%), apresentaram baixa quantidade de
água absorvida, de acordo com Quirino et al, (p. 2, 2005), taxas de umidade
acima de 65% podem interferir negativamente no processo de queima reduzindo
o poder de combustão. De acordo com Vale et al, (p. 78, 2002), cascas com
alto teor de carbono fixo, tornam a queima mais lenta sendo uma desvantagem
em fornos industriais devido ao tempo de retenção maior e vantajosa para
fornos domésticos, em Anadenanthera peregrina e Eugenia dysenterica (31,54 e
13,14%) foram observados maior e menor teor de carbono fixo. Teores de
matéria volátil e carbono fixo das cascas estão de acordo aos encontrados
por Vale et al, (p. 77, 2002), foram obtidos valores de material volátil
entre (67,21 a 83,65%) e carbono fixo (13,14 a 29,83%). Para teor de cinzas,
foram obtidas variações entre 0,40% (Dimorphandra mollis) e 17,12 %
(Terminalia argenta), os teores de cinzas estão na maioria de acordo com as
médias descritas por Vale et al, (p. 78, 2002). Em extraíveis obtiveram
baixa variação sendo apresentados como traços residuais 0,38% (Qualea
grandiflora) e 3,44% (Eugenia dysenterica).
Na Tabela 2, estão descritos as análises de poder calorífero superior, a
variação entre 3.1709 kcal/kg (Terminalia argenta) a 5.121 kcal/kg (Tabebuia
ochracea) a cima da média observada por Vale et al, (p. 78, 2002) em 47
espécies do cerrado no Distrito Federal.
Tabela 1, Teores de umidade, material volátil, cinzas, carbono fixo e
Tabela 1, Teores de umidade, material volátil,
cinzas, carbono fixo e extraíveis.
Tabela 2, Poder Calorífero Superior.
Tabela 2, Poder Calorífero Superior.
CONCLUSÕES: As biomassas in natura das 11 espécies avaliadas, podem serem empregadas na
geração de calor para fins domésticos, e após processo de otimização
observando os teores de umidade, carbono fixo e poder calorífero superior
podem serem utilizadas em fornos industriais. Apenas 1 espécie apresentou
poder calorífero a cima da média. Estes fatores em conjunto, tornam a
eficiência da produção de calor mais rentável devido a permanência do
combustível nos interiores dos fornos.
AGRADECIMENTOS: Agradecemos ao Laboratório de Química Tecnológica – QUITEC, do Instituto
Federal Goiano – Campus Rio Verde - GO.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ASTM – E711-87. Standar test method for gross calorific value of refuse-derived fuel by the bomb calorimeter, f. 10, 2004.
BARROS, S. V. S.; NASCIMENTO, C. C.; AZEVEDO, C. P.; PIO, N. S.; COSTA, S. S. Avaliação do potencial energético das espécies florestais Acacia auriculiformis e Ormosia paraenses cultivadas no município de Iranduba/Amazinas, Brasil. Rev. Madera y Bosques, v. 15, n. 2 Xalapa ene., 2009.
BASTOS, L. A.; FERREIRA, I. M. Composições fitofisionômicas do bioma do cerrado: estudo sobre o subsistema de vereda. Rev. Espaço em Revista, v. 12, n. 1, pg. 97 – 108, 2010.
I. A. L. Métodos físico-químicos para análise de alimentos, Instituto Adolfo Lutz, f. 1020, 2008.
MAGALHÃES, V. H. P.; FERNANDES, M. A.; NEVES, F. S. Utilização do pericarpo de coco verde (Cocos nucifera L. – Arecaceae) para a remoção de resíduos de íons Cromo (VI) em soluções aquosas. Rev. Perspectivas da Ciência e Tecnologia, v. 3, n. 1/2, 2011.
NBR 8112, Carvão Vegetal, Análise imediata (MB1857). ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, f. 4, 1986.
QUIRINO, W. F.; VALE, A. T do.; ANDRADE, A. P. A de.; ABREU, V. L. S.; AZEVEDO, A. C dos. S. Poder calorífero da madeira e de materiais lignino-celulósicos, Rev. Madeira, nº. 89, p. 100-106, 2005.
VALE, A. T.; BRASIL, M. A. M.; LEÃO, A. L. L. Caracterização da madeira e da casca de Sclerolobium paniculata, Dalbergia miscolobium e Pterodon pubescens para uso energético. UNESP/Botucatu–SP, 2000.
VIEIRA, A. C. Caracterização da biomassa proveniente de resíduos agrícolas para geração de energia. Programa de pós-graduação, Mestrado em Energia na Agricultura, f. 56, 2012.