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Características termogravimétricas e combustão da madeira de Tachigali vulgaris proveniente de plantios com diferentes espaçamentos

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O Tachigali vulgaris (tachi-branco) é uma espécie madeireira da Amazônia, comumente utilizada para finalidades energéticas por populações locais. O conhecimento da cinética de degradação térmica da sua madeira é essencial para adequar os processos de conversão termoquímica visando à produção direta de energia ou de carvão vegetal. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento térmico da madeira do tachi-branco proveniente de diferentes espaçamentos de plantio, durante a combustão e pirólise. Foram coletadas árvores da espécie aos 87 meses de idade de um plantio experimental, localizado no Distrito de Monte Dourado, Pará, Brasil, cultivadas em diferentes espaçamentos de 3,0 x 1,5 m, 3,0 x 2,0 m, 3,0 x 2,5 m, 3,0 x 3,0 m, 3,0 x 3,5 m e 3,0 x 4,0 m. Para a pirólise da madeira, as curvas TG (termogravimétrica) e DTG (primeira derivada da termogravimétrica), sob atmosfera inerte de nitrogênio, exibiram três estágios distintos de perda de massa, correspondentes à degradação térmica das hemiceluloses, celulose e lignina. A faixa de temperatura para a decomposição das hemiceluloses variou de 280°C a 320°C, com perda de massa de 17%. Para a celulose a faixa foi de 340°C a 380°C com perda de massa de aproximadamente 50%. A partir de temperaturas próximas a 400°C, a degradação térmica da madeira diminuiu, correspondendo principalmente à degradação de lignina, com perda de massa de 5%. Madeiras provenientes dos espaçamentos 3,0 x 2,0 m, 3,0 x 2,5 m e 3,0 x 3,0 m foram as que apresentaram maior massa residual, o que sugere maior rendimento em carvão vegetal. Para a combustão, observaram-se duas reações principais de decomposição, correspondendo à volatilização das hemiceluloses, celulose e parte da lignina. No segundo estágio, ocorreu a decomposição da lignina remanescente e do carbono fixo. Independente do espaçamento de plantio, a baixa temperatura de ignição (233,7°C), aliada à elevada temperatura final da combustão (451,6°C) e ao elevado índice de ignição (4 x 103%/min3), demonstram que a espécie apresenta características adequadas para a produção direta de energia térmica.

Abstract

Tachigali vulgaris (tachi-branco) is a woody species of Amazonia commonly used for energetic purposes by local populations. The knowledge of kinetics of the thermal degradation of its wood is essential to adequate the thermos-chemical conversion processes aiming at the direct production of energy or charcoal. Therefore, the aim of this study is to evaluate the thermal behavior of tachi-branco wood from different crop spacings during combustion and pyrolysis. 7-years old trees were harvested from an experimental trial, located at Monte Dourado, Pará, Brasil, planted at different spacings of 3.0 x 1.5 m, 3.0 x 2.0 m, 3.0 x 2.5 m, 3.0 x 3.0 m, 3.0 x 3.5 m and 3.0 x 4.0 m. For wood pyrolysis under inert nitrogen atmosphere, the TG (thermos-gravimetric) and DTG (first derivative of the thermos-gravimetric) curves exhibited three different stages of mass loss that correspond to thermal degradation of hemicelluloses, cellulose and lignin. The temperature range for hemicelluloses decomposition varied from 280°C to 320°C, with mass loss of 17%. For cellulose, the range was from 340°C to 380°C with mass loss of about 50%. From the temperatures near 400°C on, the wood thermal degradation decreased, with mass loss of 5%. The wood from 3.0 x 2.0 m, 3.0 x 2.5 m and 3.0 x 3.0 m spacings showed higher residual mass, which suggests higher charcoal yield. For the combustion, two main decomposition reactions were observed, corresponding to the volatilization of hemi-celluloses, cellulose, and a fraction of lignin. At the second stage, the decomposition of the remaining lignin and fixed carbon occurred. Regardless of the tree spacing, the low ignition temperature (233.7°C), the high final combustion temperature (451.6°C) and the high ignition (4 x 103%/min3) index showed that the species show adequate characteristics for the direct production of thermal energy.

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SILVA, M. O. dos S. et al. Características termogravimétricas e combustão da madeira de Tachigali vulgaris proveniente de plantios com diferentes espaçamentos. Scientia Forestalis, [S.l.], v. 49, n. 129, p. 1-15, 2021. DOI: 10.18671/scifor.v49n129.01.

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