Biomass of <i>Dendrocalamus giganteus</i> as bioenergetic resource

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5902/1980509867680

Keywords:

Bioenergy, Thermochemical conversion, Charcoal, Combustion, CO2 neutral

Abstract

Seeking sustainable alternatives to diversify the energy matrix has become a goal to be achieved by all nations. Bambo biomass can be one of these alternatives because it is a CO2-neutral energy source with the possibility of use as a fuel in solid, liquid or gaseous form. This study aimed to evaluate the effect of age of 12 and 7 years on the chemical and energetic properties of Dendrocalamus giganteus stems. For this, the contents of total extractives, lignin, volatile materials, ash and fixed carbon were determined, in addition to the basic density, higher calorific value and energy density of the stems. Evaluations of gravimetric yield of charcoal and pirolenhoso liquor produced from the carbonization of the material were also performed. Bamboos aged 7 and 12 years showed good chemical properties for energy purposes. The values of lignin content, volatile materials, fixed carbon and ash were similar between ages. However, the net calorific value, energy density, gravimetric yield of charcoal and pyroligneous acid expanded/rose with increasing age, and the highest values were found in 12-year-old colm. The species Dendrocalamus giganteus presented physical-chemical and energetic properties and they meet the expected quality criteria for the use of this biomass to generate thermal energy.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Gustavo Vargas da Silva, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS

Engenheiro Florestal
Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brasil

Daniel Tavares de Farias, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS

Engenheiro Florestal, Me., Pesquisador,
Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brasil

Rodrigo Coldebella, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS

Engenheiro Florestal, Dr., Pós-doutorando
Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brasil

Wanessa Lunardi Wacht, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS

Graduanda em Engenharia Florestal
Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brasil

Cristiane Pedrazzi, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS

 Engenheira Florestal, Drª., Professora
Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brasil

References

ANUNCIATO, V. M.; ROQUE, C. D.; BIANCHI, L.; PERISSATO, S. M.; GOMES, D. M. Bambu: Versatilidade para quem sabe lucrar. Revista Campo e Negócios, 2020. Disponível em: https://revistacampoenegocios.com.br/bambu-versatilidade-para-quem-sabe-lucrar/. Acesso em: 19 jan. 2021.

ARAGÃO PEDROSO, L. L.; SILVA, F. F.; SILVA, F. F.; MELO, Á. M.; JUNIOR, M. E.; SHIMOYA, A.; SOUZA, C. L. M. Demandas atuais e futuras da biomassa e da energia renovável no Brasil e no mundo. Brazilian Journal of Development, v. 4, n. 5, p. 1980-1996, 2018.

ARAÚJO, A. C. C.; TRUGILHO, P. F.; NAPOLI, A.; BRAGA, P. P. C.; LIMA, R. V.; PROTÁSIO, T. P. Efeito da relação siringil/guaiacil e de fenóis derivados da lignina nas características da madeira e do carvão vegetal de Eucalyptus spp. Scientia Forestalis, v. 44, n. 110, p. 405-414, 2016. DOI: 10.18671/scifor.v44n110.13.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 8112: Carvão vegetal: análise imediata. Rio de Janeiro: ABNT, 1983. 6p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8633. Brasília, 1984.

BALDUINO JUNIOR, A. L.; BALDUINO, T. Y.; FRIEDERICHS, G.; CUNHA, A. B. D.; BRAND, M. A. Potencial energético de colmos de bambu para uso industrial e doméstico na região sul do Brasil. Ciência Rural, v. 46, n. 11, p. 1963-1968, 2016. DOI: 10.1590/0103-8478cr20160233.

BAMBU é alternativa de renda na produção familiar. Embrapa, 2018. Disponível em: https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/34230725/bambu-e-alternativa-de-renda-na-producao-familiar. Acesso em: 11 de mar. de 2020.

BORGES, A. C. P.; SILVA, S. M.; ALVES, C. T.; et al. Energias renováveis: uma contextualização da biomassa como fonte de energia. REDE – Revista Eletrônica do PRODEMA, v. 10, n. 2, p. 23-36, 2016.

BRAND, M. A.; CUNHA, A. D.; CARVALHO, A. D.; BREHMER, D. R.; KÜSTER, L. C. Análise da qualidade da madeira e do carvão vegetal produzido a partir da espécie Miconia cinnamomifolia (De Candolle) Naudin (Jacatirão-açu) na agricultura familiar. Scientia Forestalis, v. 41, n. 99, p. 401-410, 2013.

BRAND, M. A.; GAA, A. Z. N.; BALDUINO JUNIOR, A. L.; CUNHA, A. B.; RIOS, P. D. Potencial do uso de quatro espécies de bambu para a produção de carvão vegetal para uso doméstico. Ciência Florestal, v. 30, n. 1, p. 60-71, 2020. DOI: https://doi.org/10.5902/1980509827348.

BRITO, J. O.; TOMAZELLO FILHO, M.; SALGADO, A. L. B. Produção e caracterização do carvão vegetal de espécies e variedades de bambu. IPEF, v. 36, n. 13, 1987.

CHAVES, A. M. B; VALE, A. T, MELIDO, R. C. N., ZOCH1, V. P. Características energéticas da madeira e carvão vegetal de clones de eucalyptus spp. Enciclopédia Biosfera, Centro Científico Conhecer, v. 9, n. 17, 2013.

GUARNETTI, R. L. Cogeração de eletricidade utilizando bambu no Brasil: aspectos técnicos econômicos e ambientais. 2013. 153 p. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, 2013.

GUNNARSDÓTTIR, I.; DAVIDSDOTTIR, B.; WORRELL, E.; SIGURGEIRSDÓTTIR, S. Sustainable energy development: History of the concept and emerging themes. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 141, 110770, 2021.

HERNANDEZ-MENA, L. E.; PÉCORAA, A. A.; BERALDOB, A. L. Slow pyrolysis of bamboo biomass: analysis of biochar properties. The Chemical Engineering Journal. v. 37, p. 115-120, 2014.

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY - IEA (2021), Global Energy Review 2021, IEA, Paris https://www.iea.org/reports/global-energy-review-2021.

JÚNIOR, A. F. D; JÚNIOR, D. S. C.; ANDRADE, A. M. D.; OLIVEIRA, E. D.; LANA, A. Q.; BRITO, J. O. Quality of Eucalyptus Wood Grown in Rio de Janeiro State for Bioenergy. Floresta e Ambiente, v. 23, n. 3, p. 435-442, 2016. DOI: 10.1590/2179-8087.140315.

MARAFON, A. C.; AMARAL, A. F. C.; LEMOS, E. E. P. Characterization of bamboo species and other biomasses with potential for thermal energy Generation. Pesquisa Agropecuária Tropical, v. 49, p. e55282, 2019. DOI: 10.1590/1983-40632019v4955282.

MARINHO, N. P.; NISGOSKI, S.; KLOCK, U.; ANDRADE, A. S. D.; MUÑIZ, G. I. B. D. Análise química do bambu-gigante (Dendrocalamus Giganteus Wall. ex Munro) em diferentes idades. Revista Ciência Florestal, v. 22, n. 2, p. 417-422, 2012.

RUSCH, F.; MORAES, D. L.; CAMPOS, R. F. Potencial de bambu para fins energéticos. Pesquisa, Sociedade e Desenvolvimento, v. 9, n. 7, p. e40973537-e40973537, 2020.

RUSCH, F.; ABREU NETO, R.; MORAES, D. L.; HILLING, É. Energy properties of bamboo biomass and mate co-products. SN Applied Sciences, v. 3, n. 6, p. 1-8, 2021. DOI: 10.1007/s42452-021-04584-7.

RUSCH, F.; CEOLIN, G. B.; HILLING, É. Morphology, density and dimensions of bamboo fibers: a bibliographical compilation. Pesquisa Agropecuária Tropical, v. 49, e55007, 2019.

SANTI, T. Bambu para toda obra. O Papel, v. 76, n. 4, p. 23-34, 2015.

SANTOS, D. D. S.; SETTE JUNIOR, C. R.; SILVA, M. F.; YAMAJI, F. M.; ALMEIDA, R. D. A. Bamboo species potential as energy source. Scientia Forestalis, v. 44, n. 111, p. 751-758, 2016 DOI: 10.18671/scifor.v44n111.21.

SANTOS, D. R. S.; JUNIOR, C. R. S.; SILVA, M. F.; YAMAJI, F. M.; ARAÚJO, R. A. Potencial de espécies de Bambu como fonte energética. Revista Scientia Forestalis IPEF, v. 44, n. 111, p. 751-758, 2016. DOI: 10.5902/1980509831387.

SANTOS, R. C.; CARNEIRO, A. D. C. O.; CASTRO, A. F. M.; CASTRO, R. V. O.; BIANCHE, J. J.; SOUZA, M. M.; CARDOSO, M. T. Correlation of quality parameters of wood and charcoal of clones of eucalyptus. Scientia Forestalis, v. 39, n. 90, p. 221-230, 2011.

SÃO PAULO (Estado). Secretaria de Agricultura e Abastecimento de São Paulo. Resolução n°10 SAA, de 11 de julho de 2003. São Paulo, 2003.

SETTE JUNIOR, C. R.; LIMA, P. A. F.; LOPES, D. M. M.; BARBOSA, P. V. G.; CONEGLIAN, A.; ALMEIDA, R. D. A. Characterization of biomass, charcoal and briquette of Phyllostachys aurea Carr. ex A. & C. Rivière. Scientia Forestalis, v. 45, n. 116, p. 619-628, 2017.

SETTE JUNIOR, C. R.; FREITAS, P. D. C.; FREITAS, V. P.; YAMAJI, F. M.; ALMEIDA, R. A. Production and characterization of bamboo pellets. Bioscience Journal, v. 32, n. 4, p. 922-930, 2016.

SILVA, D. A.; MULLER, B. V.; KUIASKI, E. C.; ELOY, E.; BEHLING, A.; COLAÇO, C. M. Propriedades da madeira de Eucalyptus benthamii para produção de energia. Pesquisa Florestal Brasileira, v. 35, n. 84, p. 481-485, 2015.

SOUZA, M. M. Caracterização e viabilidade econômica do uso energético de resíduos da colheita florestal e do processamento de Pinus taeda L.77f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) –Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2010.

TAPPI, Acid-insoluble lignin in wood and pulp. T222 om-98, “Technical Association of the Pulp and Paper Industry”, Atlanta, USA, 1998.

TAPPI, T. 210 cm-93 (1993). Sampling and testing of wood pulp shipments and testing wood pulp shipments for moisture," Technical Association of the Pulp and Paper Industry, Atlanta, GA.

TAPPI, T. 222 om-02: Acid-insoluble lignin in wood and pulp. 2002–2003 TAPPI Test Methods, 2002.

TAPPI. T 204 cm-97. Solvent extractives of wood and pulp, 1997.

TAPPI. T 210 cm-97. Sampling and testing wood pulp shipments for moisture, 1997.

VALE, A. T; MOREIRA, A. C. O; MARTINS, I. S. Avaliação do Potencial energético de Bambusa vulgaris em função da idade. Revista Floresta e Ambiente, v. 24, e00123314, 2017. DOI: 10.1590/2179-8087.123314.

VIDAL, B. R. Métodos de determinação da densidade da madeira. Boletim Técnico SIF. Viçosa, v. 2, 1984. 21 p.

WANG, S., LIN, S., LI, W., & DING, Y. Variations in fiber morphology and chemical components of Dendrocalamus giganteus. Forest Products Journal, v. 66, n. (5-6), p. 319-325, 2016.

Published

2022-11-23

How to Cite

Silva, G. V. da, Farias, D. T. de, Coldebella, R., Wacht, W. L. ., & Pedrazzi, C. (2022). Biomass of <i>Dendrocalamus giganteus</i> as bioenergetic resource. Ciência Florestal, 32(4), 2244–2262. https://doi.org/10.5902/1980509867680

Issue

Section

Articles

Most read articles by the same author(s)