Análise teórica e experimental sobre incandescência em espécimes de madeira

Abstract

Este trabalho trata da combustão sem chama, denominada incandescência, em espécimes de madeira. O estágio de incandescência é muito comum em queimadas florestais, ocorrendo após o período de chamas, quando a biomassa de tamanho maior permanece fumegando por até vários dias. Este material, em estado de incandescência, é foco permanente de emissão de gases tóxicos bem como de re-ignição de biomassa não queimada. Os objetivos principais do trabalho são: verificar experimentalmente os parâmetros que favorecem o início e a continuidade do processo de incandescência e quantificar as concentrações de CO, CO2, O2 e HC durante a queima. Também serão determinadas temperaturas, em diferentes pontos dos corpos de prova, a velocidade da frente de incandescência e, finalmente, a taxa de queima. Os ensaios foram feitos em um forno de 1,80 m de comprimento por 0,60 m de diâmetro, conectado a um controlador de temperatura, com vazões de ar de combustão previamente estabelecidas. Além da vazão de ar, outros parâmetros também variaram, como a temperatura interna do forno, a espécie da madeira, o volume e a umidade da amostra. Para otimizar a execução dos testes foi aplicada a técnica de Projeto de Experimentos. Os ensaios de laboratório foram comparados com os resultados obtidos em uma queimada realizada no interior da floresta Amazônica, no norte do estado de Mato Grosso.

This work investigates non flaming combustion in biomass logs. The process is called smouldering combustion. The occurrence of smouldering is very common in forest fires, where the large sized biomass remains fuming for several days. The material in the state of is a source of toxic gases and of ignition for unburned biomass. The main goals of the work are experimentally check the parameters that favor initiation and permanence of the smouldering process and measure CO, CO2, O2 and HC concentrations during the burning. The velocity of the smouldering front was determined by thermocouples placed in different points of the biomass sample. The average burning rate was also determined. The tests were performed in a furnace of 1.80 m length by 0.60 m diameter. A temperature controller was used to set the desired furnace temperature. The mass flow rate of air was controlled by valves and measured with rotameters. Tests were conducted for different biomass species and sample volumes and moisture contents. To optimize the number of tests the technique Project of Experiments was applied. Results of the laboratory tests agreed well with those obtained in the Amazon forest, in the north of the state of Mato Grosso, Brazil.