Propriedades da madeira e do carvão vegetal em clones de híbridos de Eucalyptus cultivados em diferentes ambientes

Abstract

O objetivo deste trabalho foi analisar as propriedades da madeira e do carvão vegetal de três clones híbridos de Eucalyptus plantados em diferentes locais e espaçamentos. O material foi obtido em plantios comerciais pertencentes a empresa Plantar Siderúrgica. As características avaliadas na madeira foram o poder calorífico, densidade básica, composição química elementar e estrutural. As carbonizações foram realizadas em mufla laboratorial empregando-se uma taxa de aquecimento de 1,56 °C por minuto com temperatura final de 450 °C. Foram avaliados o rendimento gravimétrico da carbonização, a análise química imediata, a densidade relativa aparente e o poder calorífico superior do carvão vegetal. Para análise dos dados foi adotado o delineamento inteiramente casualizado, com 12 tratamentos e quatro repetições. Os dados foram submetidos à análise de variância e, quando o efeito de tratamento foi significativo, aplicou-se o teste de Tukey para a comparação múltipla. Também foram realizadas análises termogravimétricas e de calorimetria exploratória diferencial da madeira dos diferentes tratamentos. A cinética de decomposição térmica das amostras foi estudada a partir de ensaios dinâmicos e os parâmetros cinéticos foram calculados utilizando os modelos de Kissinger, FWO e KAS. A partir dos resultados obtidos observou-se que as características da madeira foram influenciadas tanto pelos locais de plantio quanto pelo espaçamento adotado. Sendo que o uso de maiores espaçamento de plantio contribuiu favoravelmente para características importantes da madeira, como densidade básica, teor de lignina e poder calorífico superior. Entretanto, estes benefícios decorrentes do maior espaçamento devem ser avaliados com cautela, uma vez que não prevaleceram após a determinação do rendimento e da qualidade dos carvões vegetais produzidos. Os resultados das análises térmicas mostraram que não existem diferenças significativas entre as madeiras dos diferentes tratamentos estudados. Através da análise de calorimetria exploratória diferencial observou-se que o início da fase de liberação de energia ocorreu em temperaturas próximas a 260 °C e as temperaturas do primeiro e segundo pico exotérmico foi 327 °C e 359 °C, respectivamente. Os parâmetros cinéticos obtidos pelos diferentes métodos foram coerentes aos valores encontrados na literatura para estudos com madeira.

This research aimed to analyze the properties of wood and charcoal from three Eucalyptus hybrid clones planted at different locations and spacings. The material was obtained from commercial plantations owned from Plantar Siderúrgica Company. The characteristics evaluated in the wood were higher heating value, basic density and elemental and structural chemical composition. The carbonizations were performed in a laboratorial kiln (muffle) employing the heating rate of 1.56 °C per minute, with final temperature of 450 °C. The carbonization gravimetric yield, immediate chemical analysis, apparent relative density and the higher heating value of the charcoal were evaluated. The completely randomized design, with 12 treatments and four replicates, was adopted to data analysis. The data were submitted to variance analysis and, when the treatment effect was significant, the Tukey test was applied for multiple comparison. Thermogravimetric (TG) and differential scanning calorimetry (DSC) analysis were also performed in the wood among the different treatments. The thermal decomposition kinetic of the samples was studied based on the dynamic trials, and the kinetic parameters were calculated using the Kissinger, FWO and KAS models. The results obtained allow to observe that the wood characteristics were influenced by the planting locations as well as by the adopted spacing. The use of wider planting spacing contributed favorably to important wood characteristics such as basic density, lignin content and higher heating value. However, these benefits derived of the wider spacings must be cautiously evaluated, since they do not have prevailed after the determination of yield and quality of the produced charcoal. The results from the thermal analyses showed that there are no significant differences between woods from the different treatments studied. Through the differential exploratory calorimetry revealed that the beginning of the energy releasing phase initiates at temperatures near to 260 °C and the temperatures of the first and second exothermic peak were 327 °C and 359 °C, respectively. The kinetic parameters obtained by the different methods were coherent with the values found in literature for studies with wood.