Caracterização energética de biomassas agrícolas e florestais no estado de Pernambuco

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DOI:

https://doi.org/10.5902/1980509873324

Parole chiave:

Resíduos, Fonte renovável, Bioenergia, Matéria orgânica, Fontes energéticas

Abstract

Tem se intensificado a busca por alternativas sustentáveis e menos poluentes, como o aproveitamento de resíduos de biomassa para fins energéticos, substituindo os combustíveis fósseis e derivados. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial energético de biomassas agrícolas e florestais para geração de energia. Além disso, determinar suas propriedades físicas, químicas e energéticas. Para realizar esta análise, utilizou-se cinco biomassas agrícolas e florestais de processos produtivos no estado de Pernambuco, são elas: bagaço de cana-de-açúcar, casca de eucalipto, cavaco de eucalipto, serragem de madeira e poda da arborização urbana do município de Recife. O bagaço de cana-de-açúcar (18.405 KJ/Kg), seguido pela serragem (18.115 KJ/Kg) e cavaco de eucalipto (18.024 KJ/Kg), obtiveram maior poder calorífico. Quanto à química elementar, o teor de hidrogênio foi o único que não apresentou diferença significativa entre as biomassas e o bagaço de cana apresentou os melhores valores de oxigênio e enxofre, além de alto teor de carbono. Em relação à densidade energética e ao IVC, o cavaco de eucalipto (6,16 GJ/m³ e 307, respectivamente) e a serragem (5,91 GJ/m³ e 32,86, respectivamente), apresentaram os maiores valores. Todas as biomassas avaliadas possuem potencial energético, porém, com base nas variáveis, o bagaço de cana-de-açúcar, a serragem e o cavaco de eucalipto tendem a apresentar maior combustibilidade.

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Biografie autore

Sabrina de Oliveira Pinto Muniz Ferreira, Universidade Federal Rural de Pernambuco

Mestra em Ciências Florestais e graduada em Gestão Ambiental. Possui experiência na área ambiental.

Jorge Alberto Muniz Ferreira Júnior, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco

Tecnólogo em Gestão Ambiental, Técnico em Segurança do Trabalho

Rafael Leite Braz, Universidade Federal Rural de Pernambuco

Engenheiro Florestal (2008) e Mestre em Ciências Florestais (2011) pela Universidade Federal do Espírito Santo e Doutorado em Engenharia Florestal pela Universidade Federal do Paraná (2014). Atualmente é Professor do Departamento de Ciência Florestal da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE). Tem experiência na área de Recursos Florestais e Engenharia Florestal, com ênfase em Tecnologia e Utilização de Produtos Florestais.Atuando principalmente nos seguintes temas: características anatômicas, propriedades físicas e mecânicas da madeira, qualidade da madeira, avaliação não destrutiva da madeira, energia de biomassa e produtos florestais não madeireiro. 

Riferimenti bibliografici

ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica. Atlas de energia elétrica do Brasil. Brasília, DF, 2020, ANEEL, p. 77-92.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Madeira – Determinação do teor de umidade de cavacos - Método por secagem em estufa. NBR 14929. Rio de Janeiro, RJ, 2017. 17 p.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Carvão vegetal - Ensaios físicos - Determinação da massa específica - Densidade a granel. NBR 6922. Rio de Janeiro, RJ, 1981. 2 p.

ASTM – AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Test Method for Chemical Analysis of Wood Charcoal. West Conshohocken, PA, USA. D1762-84, 2013. 2 p.

ASTM – AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard test method for gross calorific value of refuse-derived fuel by the bomb calorimeter. West Conshohocken, PA, USA. E711-87, 2004. 9 p.

BEZERRA NETO, E.; BARRETO, L. P. Análises químicas e bioquímicas em plantas. 1. ed. Recife, PE, UFRPE, 2011. 261 p.

BUFALINO, L. et al. Caracterização química e energética para aproveitamento da madeira de costaneira e desbaste de cedro australiano. Pesquisa Florestal Brasileira, Colombo, PR, v. 32, n. 70, p. 129-137, 2012. DOI: https://doi.org/10.4336/2012.pfb.32.70.13

BRITO, J. O.; BARRICHELO, L. E. G. Características do eucalipto como combustível: análise química imediata da madeira e da casca. Piracicaba, SP, IPEF, n. 16, p. 63-70, 1978.

CARVALHO N. R. et al. Caracterização física e química da biomassa usada como combustível sólido em uma caldeira. Quim. Nova, São Paulo, SP, Vol. 44, n. 1, p. 35-40, 2021 DOI: https://doi.org/10.21577/0100-4042.20170663

CHAVES, A. M. B.; VALE, A. T.; MELIDO, R. C. N.; ZOCH, V. P. Características energéticas da madeira e carvão vegetal de clones de Eucalyptus spp. Enciclopédia biosfera, Jandaia, GO, v. 9, n. 17, p. 533-542, 2013.

CORRADI, G. M. Qualidade energética de diferentes biomassas florestais utilizadas no oeste paranaense. 2021. 47 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Energia na Agricultura) – Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, 2022.

COSTA, A. C. L. A. et al. Caracterização física, química e mecânica de pellets de bagaço de cana-de-açúcar. Energia na Agricultura, Botocatu, SP, v. 35, n. 1, p. 38-45, 2020. DOI: https://doi.org/10.17224/EnergAgric.2020v35n1p38-45

COSTA, A. C. S. et al. Qualidade do carvão vegetal para cocção de alimentos comercializados em Cuiabá-MT. Nativa, Mato Grosso, MT, v. 5, n. 6, p. 456-461, 2017. DOI: https://doi.org/10.5935/2318-7670.v05n06a12

FOELKEL, C. Utilização da biomassa do eucalipto para produção de calor, vapor e eletricidade. In: FOELKEL, C. Eucalyptus online book. 1. ed. 2016. v. 1, cap. 44, p. 05-264.

FERREIRA, S. O. P. M.; FERREIRA JÚNIOR, LYRA, M. R. C. C. Gestão Ambiental: Diálogos em sustentabilidade. In: OLIVEIRA, M. B. M.; SOUZA, C. C.; LUNA, M. J. M. Gestão Ambiental: Diálogos em sustentabilidade. 23. ed. Recife, 2019. cap. 3.5.

GARCÍA, R.; PIZARRO, C.; LAVIN, A. G.; BUENO, J. L. Biomass proximate analysis using thermogravimetry. Bioresources Technology, v. 139, p. 1-4, 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2013.03.197

HUANG, C.; HAN, L.; YANG, Z.; LIU, X. Ultimate analysis and heating value prediction of straw by near infrared spectroscopy. Waste Management, Pequim, CN, v. 1, n. 29, p. 1793-1797, 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2008.11.027

ISO 1928, “Solid mineral fuels - Determination of gross calorific value by the bomb calorimetric method and calculation of net calorific value”, 2009.

JACINTO, R. C. Produção de pellets para energia usando diferentes resíduos de biomassa agrícolas e florestais. 2017. 80 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Florestal) – Universidade do Estado de Santa Catarina, Lages, 2017.

JUIZO, C. G. F.; LIMA, M. R.; SILVA D. A. Qualidade da casca e da madeira de nove espécies de Eucalipto para produção de carvão vegetal. Agrária, v.12, n.3, p.386-390, 2017. DOI: https://doi.org/10.5039/agraria.v12i3a5461

KLOCK, U. et al. Manual e fichas para práticas de análises químicas quantitativas da madeira: breu. Curitiba, PR, UFPR, 2013. 13p.

KLOCK, U.; MUÑIZ, G. I. B.; HERNANDEZ, J. Á.; ANDRADE, A. S. Química da madeira. Curitiba – PR, Universidade Federal do Paraná, 2005.

LIMA, E. A. Alternativa para estimar o preço da madeira para energia. Revista Embrapa, Colombo, PR, v. 1, n. 1, p. 1-4, 2010.

LOPES, E. D. Avaliação de clones de Eucalyptus spp e Corymbia spp em diferentes espaçamentos visando à produção de bioenergia. 2017. 122 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Biocombustíveis) - Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri e Universidade Federal de Uberlândia, Diamantina, 2017.

MACHADO, G. O.; VOGUEL, F.; SILVA, M. M. Influência da temperatura final de carbonização nas características físicas, químicas e energéticas do carvão de cinamomo (Melia azedarach L.). Ambiência, v.10, n.1, p.83-96, 2014.

MMA – Ministério do Meio Ambiente. Biomassa para energia no nordeste: atualidade e perspectivas. 1 ed. Brasília, DF, MMA, 2018, 161p.

NEVES, T. A. et al. Avaliação de clones de Eucalyptus em diferentes locais visando à produção de carvão vegetal. Pesquisa Florestal Brasileira, Colombo, v. 31, n. 68, p. 319–330, 2011. DOI: https://doi.org/10.4336/2011.pfb.31.68.319

NEVES, T. A. Qualidade da madeira e do carvão vegetal de clones de Eucalyptus cultivados no sul de Minas Gerais. 2012. 94 f. Dissertação (Mestrado em processamento e utilização da madeira) – Universidade Federal de Lavras, Lavras-MG, 2012.

OLIVEIRA, L. H. et al. Aproveitamento de resíduos madeireiros de Pinus sp. com diferentes granulometrias para a produção de briquetes. Revista de Ciências Agrárias, Lisboa, PT, v. 40, n. 3, p. 683-691, 2017. DOI: https://doi.org/10.19084/RCA17010

PARIGOT, P. Relação entre a umidade e o poder calorífico da biomassa utilizada na COCELPA. 31 p. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Engenharia Industrial Madeireira) - Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2014.

PARIKH, J.; CHANNIWALA, S. A.; GHOSAL, G. K. A. Correlation for calculating HHV from proximate analysis of solid fuels. Fuel, v. 84, n. 5, p. 487-494, 2005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2004.10.010

PAULA, L. E. R.; TRUGILHO, P. F.; NAPOLI, A.; BIANCHI, M. L. Characterization of residues from plant biomass for use in energy generation. Cerne, Lavras-MG, v. 17, n. 2, p. 237-246, 2011. DOI: https://doi.org/10.1590/S0104-77602011000200012

PROTÁSIO, T. P. et al. Relação entre o poder calorífico superior e os componentes elementares e minerais da biomassa vegetal. Pesquisa Florestal Brasileira, Colombo, PR, v. 31, n. 66, p. 113-122, 2011a. DOI: https://doi.org/10.4336/2011.pfb.31.66.113

PROTÁSIO, T. P. et al. Avaliação da qualidade do carvão vegetal de Qualea parviflora. Pesquisa Florestal Brasileira, Colombo, PR, v. 31, n. 68, p. 295-307, 2011b. DOI: https://doi.org/10.4336/2011.pfb.31.68.295

PROTÁSIO, T. P.; TRUGILHO, P. F.; NEVES, T. A.; VIEIRA, C. M. M. Análise de correlação canônica entre características da madeira e do carvão vegetal de Eucalyptus. Scientia Forestalis, Piracicaba-SP, v. 40, ed. 95, p. 317-326, 2012.

PROTÁSIO, T. P.; COUTO, A. M.; REIS, A. A.; TRUGILHO, P. F. Seleção de clones de Eucalyptus para a produção de carvão vegetal e bioenergia por meio de técnicas univariadas e multivariadas. Scientia Forestalis, Piracicaba, v. 41, n. 97, p. 15-28, 2013b.

PUÑAL, T. S. et al. Thermogravimetric analysis of wood, holocellulose and lignina from five wood species. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, v. 109, p. 1163-1167, 2012. DOI: https://doi.org/10.1007/s10973-011-2133-1

PUROHIT, N.; NAUTIYAL, A. R. Fuelwood value index of indian mountain tree species. International Tree Crops Journal, p.177-182, 1987. DOI: https://doi.org/10.1080/01435698.1987.9752821

REIS, A. A. et al. Composição da madeira e do carvão vegetal de Eucalyptus urophylla em diferentes locais de plantio. Pesquisa Florestal Brasileira, Colombo, PR, v. 32, n. 71, p. 277-290, 2012. DOI: https://doi.org/10.4336/2012.pfb.32.71.277

SANTOS, G. H. F.; NASCIMENTO, R. S.; ALVES, G. M. Biomassa como energia renovável no Brasil. Revista Uningá Review, Maringá, PR, v. 29, n. 2, p. 06–13, 2017.

SANTOS, R. C. et al. Correlações entre os parâmetros de qualidade da madeira e do carvão vegetal de clones de eucalipto. Scientia Forestalis, v. 39, n. 90, p. 221-230, 2011.

SILVA, D. A. et al. Avaliação das propriedades energéticas de resíduos de madeiras tropicais com uso da espectroscopia NIR. Floresta e Ambiente, Rio de Janeiro, RJ, v. 21, n. 4, p. 561-568, 2014. DOI: https://doi.org/10.1590/2179-8087.043414

SILVA, I. P.; LIMA, R. M. A.; RUZENE, D. S.; SILVA, D. P. Resíduos agroindustriais como biomassa alternativa para geração de energia distribuída em comunidades rurais. In: SILVA, G. F. (Org.) et al. Energias alternativas: tecnologias sustentáveis para o nordeste brasileiro. 1. ed. Aracaju, 2019. v. 1, cap. 9. p. 189-211.

SOARES, V. C. et al. Análise das propriedades da madeira e do carvão vegetal de híbridos de eucalipto em três idades. Cerne, vol. 21, n. 2, p. 191-197, 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/01047760201521021294

TAPPI T 264 cm-97. Preparation of wood for chemical analysis. Atlanta: Tappi Press, 1997.

TAPPI T 222 om-02, Acid-insoluble lignin in wood and pulp. TAPPI, 2002.

VALE, A. T.; BRASIL, M. A. M.; CARVALHO, C. M.; VEIGA, R. A. A. Produção de energia do fuste de Eucalyptus grandis hill ex-maiden e Acacia mangium willd em diferentes níveis de adubação. Cerne, Lavras, MG, v. 6, n. 1, p. 83-88, 2000.

VALE, A. T; MENDES, R. M.; AMORIM, M. R. S.; DANTAS, V. F. S. Potencial Energético da Biomassa e Carvão Vegetal do Epicarpo e da Torta de Pinhão Manso (Jatropha curcas). Cerne, Lavras, MG, v. 17, n. 2, p. 267-273, 2011. DOI: https://doi.org/10.1590/S0104-77602011000200015

WANG, C.; LIU, Y.; ZHANG, X.; CHE, D. A study on coal properties and combustion characteristics of blended coals in Northwestern China. Energy & Fuels, Washington, DC, v. 25, n. 1, p. 3634-3645, 2011 DOI: https://doi.org/10.1021/ef200686d

YAMAN, S. Pyrolysis of biomass to produce fuels and chemical feedstocks. Energy Conversion and Management, v. 45, n. 5, p. 651-671, 2004. DOI: https://doi.org/10.1016/S0196-8904(03)00177-8

Pubblicato

2024-08-09

Come citare

Ferreira, S. de O. P. M., Ferreira Júnior, J. A. M., & Braz, R. L. (2024). Caracterização energética de biomassas agrícolas e florestais no estado de Pernambuco. Ciência Florestal, 34(3), e73324. https://doi.org/10.5902/1980509873324

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