Propriedade mecânicas da madeira de clones Eucalyptus e do carvão produzido entre 350°C e 900°C

Abstract

O setor siderúrgico brasileiro tem grande importância, tanto econômica quanto ambiental. Ele gera emprego e renda, além de utilizar fonte de energia renovável na produção do aço. O Brasil é o maior pólo siderúrgico a carvão vegetal do mundo e contribui para a diminuição da pressão sobre as florestas naturais, produzindo carvão de florestas plantadas. Para a utilização do carvão vegetal na produção do aço é necessário avaliar a qualidade dessa matéria-prima. A metodologia adotada pelas empresas do setor para avaliar essa qualidade nem sempre é eficiente. Um parâmetro importante e não contemplado pelas indústrias é a resistência mecânica do carvão, não havendo métodos eficazes para sua determinação. Assim, o presente estudo foi realizado com o objetivo de caracterizar mecanicamente, através de ensaios destrutivos e não destrutivos, o carvão de clones de Eucalyptus produzidos entre 350°C e 900°C. Além disso, as relações entre as características mecânicas da madeira e do carvão foram identificadas e a eficiência da estimativa da resistência do carvão através do método não destrutivo de vibrações transversais foram verificadas. Para isso dois clones de Eucalyptus foram coletados no Estado de Minas Gerais. Os caules foram processados e os testes mecânicos na madeira e no carvão foram realizados. Os clones apresentaram uma ligeira diferença no comportamento mecânico da madeira e do carvão sendo o clone VM01 o mais resistente. A variação das características mecânicas no sentido radial para a madeira e para o carvão foi semelhante: a posição periférica do caule apresentou maiores valores de resistência mecânica e a central menor resistência. Foi observado também que a resistência mecânica do carvão aumenta com o aumento da temperatura de carbonização. Os modelos desenvolvidos com o teste não-destrutivos apresentaram os coeficientes de determinação baixos, no entanto os modelos das propriedades mecânicas do carvão em função da temperatura apresentaram melhores ajustes.

The Brazilian steel industry is of great importance both economic and environmental. It creates jobs and income, and also uses a renewable source of energy in the production of steel. Brazil is the world biggest producer of steel industry based on charcoal and contributes to diminish the pressure on the natural forests, producing charcoal from planted forests. In order to use charcoal in the production of steel it is necessary to asses the quality of the raw material. The adopted methodology by the companies to assess the quality of the raw material is not always efficient. An important parameter, but not used by industries, is the mechanic resistance of the charcoal. Thus, the present study was conducted to characterize mechanically, by both destructive and non- destructive tests, the charcoal of Eucalyptus clones produced between 350°C and 900°C. In addition, the relationship among the wood mechanical characteristics and charcoal were verified, and the efficiency of the estimative of the strength of charcoal by non-destructive method of transverse vibrations was determined. For this, two Eucalyptus clones were collected in the State of Minas Gerais. The stems were processed and mechanical tests on wood and charcoal were carried out. The clones showed a slight difference in the mechanical behavior of both wood and charcoal; the Clone VM01 showed to be more resistant. The variation of the mechanical characteristics in the radial direction, both in wood and charcoal, was similar: the peripherical position of the stem had higher values of mechanical strength and smaller strength in the central position. It was also observed that the mechanical strength of charcoal increases with increasing temperature of carbonization. The developed models with the non-destructive test showed low coefficients of determination, however the models of the charcoal mechanical properties as function of temperature showed better adjustments.