Efeito da torrefação nos componentes e nas propriedades das espécies de madeira amazônica para fins energéticos

Abstract

A crescente demanda de energia renovável ao redor do mundo gera interesse pela exploração de matrizes sustentáveis que não apresentem desvantagens semelhantes àquelas de recursos fósseis amplamente utilizados, como o fato de serem limitados, de difícil acesso e emissores de gases GHG (Greenhouse gases, também conhecidos como gases de efeito estufa). No Brasil, essas matrizes sustentáveis aparecem no formato de diversos tipos de biomassa. A prática de manejo florestal, por exemplo, bastante explorada no território brasileiro em função do interesse madeireiro na região amazônica, descarta toneladas de resíduos de biomassa lignocelulósica ao ano que, quando descartados de maneira indevida, causam problemas ambientais. Dessa forma, este trabalho estuda o aprimoramento de resíduos lignocelulósicos de manejo florestal através de tratamento térmico de torrefação e análise de espécies para fins de avaliação de uma alternativa ecológica às matrizes energéticas de origem fóssil. O trabalho segue uma linha de ação como explicado a seguir. Primeiramente, são coletadas, trituradas e peneiradas seis amostras de resíduos de diferentes espécies de madeira amazônica. Essas amostras são, então, caracterizadas e misturadas de forma a compor um blend, que será o primeiro objeto de estudo da presente pesquisa. Em seguida, o blend formado é submetido a três temperaturas de torrefação: 225°C, 250°C e 275°C, caracterizando assim uma torrefação leve, uma moderada e uma severa. Dessa etapa, são extraídas as análises imediata, elementar e calorimétrica da biomassa torrefada. A partir disso, são feitas as análises de resultados e conclusões acerca da questão principal do estudo, que avalia a aptidão da madeira à queima como combustível sólido de qualidade. Posteriormente, são contemplados processos de otimização da amostra de biomassa através das análises de decisões multi-critério e de distância métrica. Então, o blend de biomassa adquirido pelas análises de otimização se torna o segundo objeto de estudo deste trabalho e é submetido a 5 temperaturas de torrefação (200°C, 225°C, 250°C, 275°C e 300°C) com a finalidade de obter um espectro mais amplo acerca do comportamento e da severidade de torrefação associada. Finalmente, os resultados das torrefações foram obtidos e comparados àqueles do primeiro blend estudado para constatar a superioridade de suas características. Neste projeto de graduação, foi possível obter resultados que mostram que i) as amostras torrefadas apresentam maiores valores de poder calorífico, com 24,03 MJ/kg como o maior valor de PCS, atingido na torrefação severa do blend otimizado; ii) há maior degradação de hemicelulose a temperaturas mais altas de torrefação; iii) as amostras torrefadas à 275°C e 300°C apresentam as melhores características como fonte de energia