PHYSICOCHEMICAL AND ENERGETIC CHARACTERISTICS OF TWO SPECIES OCCURRING IN THE BRAZILIAN SEMIARID

Authors

  • Pedro Nicó de Medeiros Neto UFSM
  • Elisabeth de Oliveira
  • Leandro Calegari
  • Antonio Marcos César de Almeida
  • Alexandre Santos Pimenta
  • Angélica de Cássia Oliveira Carneiro

DOI:

https://doi.org/10.5902/198050986624

Keywords:

Caatinga, wood, charcoal

Abstract

http://dx.doi.org/10.5902/198050986624

The native vegetation from Brazilian Northeast has been explored and used intensively and inadequately as a source of energy and material for rural constructions. Now, it is recognized how important it is to get to know the characteristic of the wood produced by this vegetation. Thus, this study aims to provide information on the physicochemical and energetic characteristics of wood, carbonization yields and characterization of the charcoal species Poincianella pyramidalis Tul. L.P.Queiroz and Handroanthus impertiginosus (Mart. ex DC.) Mattos. To meet the goal five trees from each species were cut down and randomly sampled at Santa Barbara Farm, located in the municipality of São Mamede-PB. The trees were properly identified and transported to the Department of Forest Products Technology (STPF) at the Federal University of Campina Grande. Thirty centimeters sections were removed from each tree at 0 (base), 25, 50, 75 and 100% of the commercial height (trunk diameter > 5 cm). A 2.5 cm thick disc was removed from the median part of each 30 cm section, and each disc was subdivided in four wedge pieces, passing through the trunk pith. Two opposite wedge pieces were used to determine the basic density of wood, ant the other two pieces were put aside in order to carry out physical, chemical and energetic analyses, carbonization yields and characterization of the coal produced by the studied species. Basic density was determined according to the method of hydrostatic balance and to determine the average basic density of each tree, the volume between sections of each disc was used as a weighting factor. After the air drying, the samples intended for chemical analysis were transformed into sawdust and quantitative determinations of total extractives were performed, lignin, ashes, and the holocellulose content was estimated by difference. The samples intended for carbonization were processed into chips, and carbonized in an electric oven (furnace) for 5h30mim. Determinations of the yield of products of carbonization were carried out as well as physical and chemical properties of wood charcoal. In general, the studied wood showed similar physical characteristics. Regarding to chemical properties, Pau-d’arco wood showed a higher lignin content (28.40%), and there were not any significant differences among species for the holocellulose content The superior calorific power of Catingueira wood (4413.50 kcal.kg-1) showed the lowest values for wood (4413.50 kcal.kg-1) and charcoal (6247.80 kcal.kg-1) respectively. The catingueira wood showed a higher charcoal yield (43.03%), but lower quality. The Pau-d’arco charcoal had the highest fixed carbon content (67.68%). These species showed similar charcoal true density and fixed carbon production. It is concluded that the two species which occurs in the Northeastern semiarid, have good properties for coal production. The Pau-d’arco showed the best properties for energy use.

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References

ABCTP- Associação Brasileira Técnica De Celulose e Papel. NORMAS ABTCP. Normas Técnicas ABCTP. São Paulo, ABTCP, 1974. n.p.

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. Normas Técnicas NBR 8112. Brasília, 1983. n.p.

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. Normas Técnicas NBR 8633. Brasília, 1983. n.p.

ALMEIDA, A. M. C. Avaliação anatômica, físico-química e energética da madeira das espécies Piptadenia stipulacea (Benth.) Ducke e Amburana cearensis(Allemao) A. C. Smith de ocorrência no semiárido nordestino brasileiro. 2010. 40 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais)-Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, 2010.

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM. Wood. Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, v. 410, 1994.

ANDRADE, A. S. Qualidade da madeira, celulose e papel em Pinus taeda l: influência da idade e classe de produtividade. 2006. 94 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais)-Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2006.

ANDRADE, L. A. et al. Análise da cobertura de duas fitofisionomias de Caatinga, com diferentes históricos de uso, no município de São João do Cariri, Estado da Paraíba. Cerne, Lavras, v. 11, n. 3, p. 253-262, jul./set. 2005.

ARAÚJO, L. V. C. et al. Características dendrométricas e densidade básica da jurema-preta (Mimosa tenuiflora (Willd.) Poir.) de duas regiões do estado da Paraíba. Revista Caatinga, Mossoró, v. 20, n. 1, p. 89-96, jan./mar.2007.

ASSIS, C. O.et al. Sistema alternativo para carbonização de madeira. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 36, n. 78, p. 133-140, jun. 2008.

BRITO, J. O. Reflexões sobre a qualidade do carvão vegetal para uso siderúrgico. IPEF, Piracicaba, 1993. 6 p. (Circular técnica, 181).

BRITO, J. O.; BARRICHELO, L. E. G.. Correlação entre as características físicas e químicas da madeira e a produção de carvão: 1 densidade e teor de lignina na madeira de eucalipto. IPEF, Piracicaba, n. 14, p. 9-20, 1977.

BURGER, L. L.; RICHTER, H. G.Anatomia da Madeira. São Paulo: Nobel, 1991. 154 p.

CUNHA, M. P. S. C. et al. Estudo químico de 55 espécies lenhosas para geração de energia em caldeiras. In: ENCONTRO BRASILEIRO EM MADEIRAS E EM ESTRUTURAS DE MADEIRA, 3., 1989, São Carlos. Anais... São Carlos: 1989. v. 2, p. 93-121.

GOLDSCHIMID, O. Ultraviolet spectra. In: SARKANEN, K. V.; LUDWWIG, C. H. (Eds) Lignins. New York, Wiley - Interscience, 1971. p. 241-66.

GOMIDE, J. L.; DEMUNER, B. J. Determinação do teor de lignina em material lenhoso: método Klason modificado. O PAPEL, São Paulo, v. 47, n. 8, p. 36-38, 1986.

JOHNSON, D. V. Relatório sobre o manejo da caatinga, semi-árido do Nordeste Brasileiro. In: PROJETO PNUD/FAO/BRA/85/007. Natal: 1985. (Circular Técnica, 3).

LEPAGE. E.S. Química da Madeira. In: LEPAGE, E. S. (Coord.). Manual de preservação de madeira. São Paulo: IPT, 1986. v. 1, p. 69-97.

LIMA, J. T. et al. Variation in wood density and mechanical properties in Eucalyptus clones. In: THE FUTURE OF EUCALYPTS FOR WOOD PRODUCTS. 2000, Launceston. Procceedings… Launceston: IUFRO., 2000, p. 282-291.

LIMA, S. R. et al. Estudo dos constituintes macromoleculares, extrativos voláteis e compostos fenólicos da madeira de candeia – Moquinia polymorpha (Less.) DC. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 17, n. 2, p. 145-155, abr./jun.. 2007.

LORENZI, H. Árvores brasileiras: manual de identificação e cultivo de plantas arbóreas nativas do Brasil, 4. ed., v. 1, Nova Odessa: Instituto Plantarum, 2002. 368 p.

MAIA, G. N. Caatinga: árvores e arbustos e suas utilidades. São Paulo: D&Z Computação, 2004. 413 p.

MEDEIROS NETO, P. N. Correlação entre teores de extrativos e a resistência natural de quatro madeiras a cupins xilófagos. 2008, 27 f.Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Florestal)-Universidade federal de Campina Grande, Paraíba, 2008.

MELO, R. R. et al.Estudo da variação radial da densidade básica de sete madeiras do Semi-Árido. Revista Científica Eletrônica de Engenharia Florestal, Garça, n. 7, fev. 2006.

MMA- Ministério do Meio Ambiente. Mapa de cobertura vegetal dos Biomas brasileiros. Brasília, DF, 2007. 17 p.

OLIVEIRA, A. C. et al. Parâmetros de qualidade da madeira e do carvão vegetal de Eucalyptus pellita F. Muell. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 38, n. 87, p. 431-439, set. 2010.

OLIVEIRA, E. Características anatômicas, químicas e térmicas da madeira de três espécies de maior ocorrência no semiárido nordestino. 2003. 122 p. Tese (Doutorado em Ciências Florestais)-Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2003.

OLIVEIRA, E.et al. Estrutura anatômica da madeira e qualidade do carvão de Mimosa tenuiflora (Willd.) Poir. Revista Árvore, Viçosa, v. 30, n. 2, p. 311-318, 2006.

OLIVEIRA, J. B. et al. Produção de carvão vegetal - aspectos técnicos. In: PENEDO, W. R. (Ed.) Produção e utilização de carvão vegetal. Belo Horizonte: CETEC. 1982a. p. 60-73.

OLIVEIRA, J. B. et al. Propriedades do carvão vegetal. In: PENEDO,W. R. (Ed.) Carvão vegetal: destilação, carvoejamento, controle de qualidade. Belo Horizonte: CETEC. 1982b. p.39-61.

OLIVEIRA, J. T. et al. Tecnologias aplicadas ao setor madereiro II. Jerônimo Monteiro : Ed. Aquarius,2007. 302 p.

PAULA, J. E.; ALVES, J. L. H. 897 Madeiras nativas do Brasil: anatomia – dendrologia - dendrometria - produção - uso. Porto Alegre, Cinco Continentes, 2007. 438 p.

PINHEIRO, P. C. C.; SÉYE, O. Influência da temperatura de carbonização nas propriedades do carvão vegetal de Eucalyptus. In: CONGRESSO ANUAL DA ABM, 53.,1998, Belo Horizonte. Disponível em:< (http://www.demec.ufmg.br/professor/paulocpinheiro/papers/abm98.pdf. ) > Acessoem: 15 de fevereiro de 2010.

SABONARO, D. Z.; GALBIATTI, J. A. Efeito de níveis de irrigação em substratos para a produção de mudas de ipê-roxo. Scientia Forestalis, n. 74, p. 95-102, 2007.

SANTOS, I. D. Influência dos teores de lignina, holocelulose e extrativos na densidade básica, contração da madeira e nos rendimentos e densidade do carvão vegetal de cinco espécies lenhosas do cerrado. 2008. 57 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais)–Universidade de Brasília, Brasília, 2008.

SARKANEN, K. V.; LUDWIG, C. H. Lignins: occurrence, formation, structure and reation. New York: John Wiley & Sons, 1971. 916 p.

SILVA, M. G. et al. Carvão de resíduos de indústria madeireira de três espécies florestais exploradas no município de Paragominas, PA. Acta amazônica, v. 37. p. 61-70, 2007.

SIQUEIRA FILHO, J. A. et al. Guia de Campo de Árvores da Caatinga. Petrolina, 2009. 64 p.

SJÖSTRÖM, E. Wood chemistry: fundamentals and applications. 2nd ed. New York: Academic Press. 1993. 293 p.

STURION, J. A. et al. Qualidade da madeira de Eucalyptus vimanalis para fins energéticos em função do espaçamento e idade de corte. Boletim de Pesquisa Florestal, Colombo, n. 16, p.55-59, 1988.

SUDEMA - Superintendência de Administração do Meio Ambiente. Atualização do diagnóstico florestal do Estado da Paraíba. João Pessoa: SUDEMA, 2004. 268 p.

TAPPI - Technical Association of the Pulp and Paper Industry. TAPPI test methods T 257 cm-85: sampling and preparing wood for analysis. Atlanta: Tappi Technology Park, 1996. v. 1

TAPPI - Technical Association of the Pulp and Paper Industry. TAPPI test methods T 264 om - 88: preparation of wood for chemical analysis. Atlanta: Tappi Technology Park, 1996. v. 1.

VALE, A. T. et al. Relações entre propriedades químicas, físicas e energéticas da madeira de cinco espécies de Cerrado. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 20, n. 1, p. 137-145, jan./mar. 2010.

VALE, A. T.; NOGUEIRA. M. Carbonização de madeiras do Cerrado e análise do carvão vegetal. Revista Arvore, Viçosa, v. 25, n. 2, p. 271-276, 2001.

VALERIO, A. F. et al. Determinação da densidade básica da madeira de peroba (Aspidosperma polineuron Muell. Arg.) ao longo do fuste. Revista Caatinga, Mossoró, v. 21, n. 3, p. 54-58, jul./set. 2008.

VITAL, B. R. Métodos de determinação da densidade da madeira. Viçosa: SIF, 1984. 21 p. (Boletim técnico, 1).

Published

2012-09-27

How to Cite

Neto, P. N. de M., Oliveira, E. de, Calegari, L., Almeida, A. M. C. de, Pimenta, A. S., & Carneiro, A. de C. O. (2012). PHYSICOCHEMICAL AND ENERGETIC CHARACTERISTICS OF TWO SPECIES OCCURRING IN THE BRAZILIAN SEMIARID. Ciência Florestal, 22(3), 579–588. https://doi.org/10.5902/198050986624

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