Historicamente, a população mundial dedicou-se à exploração do carvão e petróleo como principais matrizes energéticas, contudo, a preocupação despertada nas últimas décadas com a preservação das reservas naturais dos combustíveis fósseis e, também, com a possível intensificação do efeito estufa, devido às grandes emissões de CO2 na atmosfera, incentivou pesquisas científicas pela busca por alternativas sustentáveis e renováveis de materiais com potencial para uso na geração de energia.
A biomassa queimada como combustível é menos poluente que os combustíveis de origem fóssil, uma vez que está inserida no ciclo do carbono, ou seja, há emissão de CO2 na atmosfera, porém esse mesmo CO2 liberado já havia sido absorvido durante o processo de fotossíntese que as plantas, constituintes vegetais da biomassa, realizam ao fim o balanço de emissões de CO2 torna-se nulo.
O Brasil, como um grande produtor de biomassa vegetal, tanto a cultivada quanto a parcela residual de processos agroindustriais, florestais e madeireiros, tem investido no desenvolvimento de técnicas, conhecimento e aplicação de vegetais extensamente cultivados no território nacional e que podem tornar-se uma opção viável para a produção de biocombustível sólido.
A arborização urbana requer tratos silviculturais como poda e a remoção destes resíduos para manter a sanidade das árvores, entretanto para muitas cidades a gestão destes resíduos é encarada como um problema. Dentre as espécies de essências nativas cultivadas na arborização urbana no estado de São Paulo é comum a utilização da espécie Ceasalpinea pluviosa DC (Sibipiruna) e Handroanthus impetiginosus (Mart. ex DC) Matto (Ipê Roxo).
Visando além das fontes de biomassa citadas anteriormente, este trabalho teve como tema o ramo de resíduos gerados durante a poda de árvores plantadas para a arborização urbana e, assim, aproveitar um material passível de descarte. Para tanto, utilizou-se galhos da poda das árvores C. pluviosa e H. impetiginosus que passaram por trituração e moagem de modo a reduzir a dimensão das partículas e, assim, compactá-las em forma de briquetes. Tendo como objetivo principal avaliar a influência das diferentes granulometrias no processo de briquetagem e descrever as características físico-químicas das matérias-prima em sua forma natural.
Através de trabalho realizado no laboratório de Materiais Lignocelulósicos da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) – Campus Sorocaba, foram coletados materiais de resíduos de poda urbana de C. pluviosa e H. impetiginosus. Os mesmos foram passados separadamente em um triturador de resíduos orgânicos TR 200 (dentre 10 a 15 vezes) e em seguida foram submetidos a uma peneira de 5 Mesh, em material retido não foi utilizado para a confecção dos briquetes. Desta etapa do procedimento uma parte dos resíduos de cada espécie foi passada no moinho tipo Willey, para obter um material com menor granulometria (T2 e T4) em relação à outra parte que foi apenas passado no triturador (T1 e T3). Em seguida, os diferentes materiais foram conduzidos à estufa a 100°C até adquirirem pesos constantes. Depois foram feitas as correções dos teores de umidades a fim de obter uma umidade de 12%. Os tratamentos T1 e T2 são de resíduos de Sibipiruna enquanto que T3 e T4 são de Ipê Roxo .
Briquetes e biomassas das duas espécies utilizadas e seus respectivos tratamentos.
Realizou-se a distribuição granulométrica dos resíduos das duas espécies para analisar a diferença entre os materiais passados apenas pelo triturador de resíduos e os que foram submetidos ao triturador de resíduos e moinho. Para isto os materiais foram submetidos ao classificador de partículas .
Determinou-se o a densidade a granel das granulometrias para cada espécie, tal procedimento se realizou através do método da proveta.
Determinou-se o teor de voláteis, cinzas e carbono fixo de cada espécie. Para a determinação do teor de voláteis calcinaram os cadinhos a 900 ° C, em seguida os mesmos com as amostras secas permaneceram na entrada da mufla a 900 ° C durante três minutos com a porta aberta, sendo depois a porta fechada e aguardado por mais sete minutos. A determinação do teor de cinzas se deu com uma temperatura de 800 ° C, as amostras foram colocadas na porta na mufla até que as mesmas pegassem fogo e parassem de sair fumaça, sendo em seguida a porta fechada e aguardado por mais três horas. Outros materiais necessários foram uma balança determinadora de umidade, para garantir que as amostras fossem secas, uma balança semi-analítica e um dessecador para que a umidade não influenciasse na análise.
Para a briquetagem utilizou-se uma prensa hidráulica de pressão máxima de 15 toneladas, um molde cilíndrico com diâmetro de 3,5 cm e altura de 16 cm para confecção de 12 briquetes de cada tratamento (T1, T2, T3 e T4) e uma balança analítica para mensurar 20g de resíduos lignocelulósicos na confecção de cada briquete.
Cada corpo de prova foi submetido a uma pressão de 12 toneladas fixas durante 30 segundos.
Com o auxílio de um paquímetro digital, mediu-se o diâmetro e altura de cada briquete. Também foram efetuados ensaios mecânicos de tração por compressão diametral com uma máquina de ensaios universais.
Cada experimento seguiu o delineamento estatístico inteiramente ao acaso, realizando-se assim dois experimentos para cada espécie (a granulometria como tratamento), pois considera-se que materiais de espécies diferentes possuem comportamentos também diferentes, como já evidenciado em outros trabalhos.
Observou-se um comportamento granulométrico similar para as duas espécies quando submentidas ao moinho e ao triturador de resíduos orgânicos. Sendo que as maiores porcentagens obtidas do triturador ficaram retidas na peneira de 20 mesh, caracterizando assim um material de maior granulometria para os tratametos T1 e T3. Já para os resídos passados também no moinho, as maiores porcentagens ficaram retidas na peneira de 60 mesh caracterizando um material de menor granulometria para os tratamentos T2 e T4.
A partir dos resultados obtidos através de vários testes no presente trabalho conclui-se que a granulometria do material influência significativamente a expansão dos briquetes, fato esse que é de extrema importância no momento de armazenamento destes, uma vez que o volume de material estocado deve ser o menor possível para que seja facilitado o seu transporte. Em relação a tensão, a granulometria não mostrou nenhuma influencia nas duas biomassas testadas.
Em relação a densidade a granel dos materiais testados em suas granulometrias, conclui-se que a menor granulometria apresenta maior densidade, característica muito importante para a compactação da biomassa, uma vez que o material de menor partícula apresenta menor espaço entre elas,sendo assim, mais denso.
Os teores de voláteis e cinzas se apresentaram na faixa de algumas espécies arboreas, entretanto o teor de carbono fixo apresentou se muito abaixo, sugirando se assim uma nova análise para esta váriavel química para espécies analisadas.
Autores
Diego Aleixo da Silva, Graduando em Engenharia Florestal; Fábio Minoru Yamaji, Professor Orientador; Franciane Andrade de Padua, Professora Co-orientadora; Ariane Aparecida Felix Pires, Mestranda em Ciências dos Materiais ; Clóvis William Celso Wanderley, Graduando em Engenharia Florestal- UFSCar, Campus Sorocaba, |
