Caracterização físico-química da biomassa produzida em sistemas florestais de curta rotação para geração de energia

Abstract

Bioenergy is one of the alternatives to reduce the dependence of global energy on fossil fuels. In recent years, several agencies and research centers, mainly in Europe and the United States, are encouraging projects for energy production from biomass. The short rotation forestry (SRF) appears as an interesting option for biomass production in a short time (1-3 years after planting). Currently, this biomass is used as chips for direct burning in boilers or processed as briquettes and pellets. The main objective of the research was to characterize the physical and chemical properties of the fractions of forest biomass to direct combustion, through analyses from ultimate, proximate and structural chemical compositions, macro and micronutrients, heating value, basic and energy density of wood. Additionally also evaluated the effect of spacing of planting and fertilizer dose on the properties: dry matter, energy potential and nutrient export. For this, a short rotation forestry of a hybrid clone (C219) of Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis was studied in two different situations of plantation spacing (2,8m x 1,5m and 2,8m x 0,5m) and fertilizer levels. The collected biomass was fractionated into three parts: trunk, branches and leaves. Additionally, it was evaluated the effect of spacing of planting and fertilizer levels in properties, dry matter, energetic potential and nutrients exports. It was found that the spacing and fertilization had a little influenced in the physical and chemical properties of forest biomass and the largest difference occurred between the biomass fractions. Especially, the higher heating value (22,2 MJ.kg-1), extractives (37,9%) and ash (3,1%) of leaves compared with the wood that obtained 18,9 MJ.kg-1 for the higher heating value, 2% for extractives and 1,1% for ashes. For dry matter, energy potential and nutrients exports were more affected by variation factors ...

A bioenergia é uma das alternativas para diminuir a dependência de combustíveis fósseis da matriz energética mundial. Nos últimos anos, diversas agências e centros de pesquisa, principalmente na Europa e nos Estados Unidos, estão incentivando projetos para geração de energia a partir da biomassa. Os sistemas florestais de curta rotação (SFCR) surgem como uma opção interessante para produção de biomassa em curto espaço de tempo (1 a 3 anos após o plantio). Atualmente, essa biomassa está sendo utilizada na forma de cavacos para queima direta em caldeiras ou processada em briquetes e pellets. O objetivo principal da pesquisa foi realizar a caracterização das propriedades físicas e químicas das frações da biomassa florestal para combustão direta, por meio das análises de composição química elementar, imediata e estrutural, macro e micronutrientes, poder calorífico superior, densidade básica e energética da madeira. Adicionalmente, avaliou-se também o efeito do espaçamento de plantio e da dose de adubação nas propriedades: massa seca, potencial energético e exportação de nutrientes. Para isso, foram avaliados sistemas florestais de curta rotação de um clone híbrido interespecífico (C219) de Eucalyptus urophylla e Eucalyptus grandis em duas situações distintas de espaçamento de plantio (2,8m x 1,5m e 2,8m x 0,5m) e duas doses de adubação. A biomassa coletada foi fracionada em três partes, sendo elas: fuste (madeira com casca), galhos e folhas. Constatou-se que o espaçamento e a adubação influenciaram pouco as propriedades físicas e químicas da biomassa florestal e a maior diferença ocorreu entre as frações da biomassa. Destaque para os altos valores do poder calorífico superior (22,2 MJ.kg-1), extrativos totais (37,9%) e cinzas (3,1%) das folhas em relação à madeira, que obteve poder calorífico superior de 18,9 MJ.kg-1, extrativos totais ...