Análise de tipos de materiais como cadinho e recipiente para carbonização de madeira

ÁREA

Química de Materiais

Autores

Vasconcelos, J.S. (UNESP) ; de Araújo, V.A. (UNESP) ; Biazzon, J.C. (UNESP) ; Barreiros, R.M. (UNESP) ; Biaggionni, M.A.M. (UNESP)

RESUMO

Muitos estudos com a madeira em altas temperaturas necessitam de material, instrumentos e equipamentos resistentes ao calor, para que após o experimento, possibilitem serem analisados posteriormente, sem perdas das amostras no processo experimental. Neste sentido, os cadinhos são recipientes utilizados para diversos ensaios laboratoriais, dentre eles, os testes de carbonização. Neste trabalho foi utilizado três tipos de cadinhos para a queima da madeira para obtenção de carvão, analisando por teste de hipótese estatístico, se há ou não interferência no tipo de cadinho, a permanência no interior da mufla e a perda de massa em amostras de várias espécies de madeira.

Palavras Chaves

carbonização da madeira; Cadinhos e papel alumínio; p-value

Introdução

A madeira se transforma em carvão em temperaturas acima de 300°C (temperatura final de carbonização 350°C), nesse processo existe a concentração de carbono e liberação de matérias voláteis que variam para cada espécie. A temperatura em que é realizada a pirólise exerce maior influência sobre as propriedades físicas do carvão do que a taxa de aquecimento. Com o aumento da taxa de aquecimento, ocorre maior ruptura da estrutura do carvão, reduzindo a sua resistência física (Siebeneichler et al. 2017). O carvão vegetal da madeira produzido a partir da temperatura final de 450°C, podem apresentar índices altos de poder energéticos (Figueiredo et al. 2018). Neste sentido, é comum que a degradação pirolítica (térmica) seja menor que a hidrolítica (Severo, 1998). Para Fujihara et al. (2009), a obtenção do carvão vegetal, existe o processo de pirólise em que resulta nos três estados físicos que são: gasoso, sólido (carvão) e líquido (alcatrão e pirolenhoso). Entender o processo de queima e transformação da madeira em carvão é amplamente difundido para diversos setores, como siderurgia, energia e outros estudos de biomassa. Consequentemente o tipo de material envolvido durante a carbonização pode ou não influenciar o resultado satisfatório da carbonização da madeira. O objetivo deste trabalho é constatar se há ou não interferência do tipo de recipiente para ensaios de carbonização da madeira em altas temperaturas.

Material e métodos

Para a realização do experimento, foi utilizado papel alumínio para cobrir as amostras de madeira, cadinho de alumínio e cadinho de porcelana. A temperatura adotada é comum em processo de carbonização de carvão. Os materiais utilizados para queima, foram espécie de madeiras nas temperaturas finais de 400 ºC e 500 ºC, dois tempos, sendo 10 e 30 minutos de permanência dentro de mufla. Após o período de 24 horas, pesou as amostras em temperatura ambiente (resfriadas). A Figura 1 mostra o processo da carbonização e os recipientes utilizados, cadinhos de alumínio e porcelana e papel alumínio.

Resultado e discussão

Após os ensaios, com os dados das amostras tratado pelo método estatístico ANOVA, em planilha do Excel ao total de 48 observações. Utilizando o valor de corte de 0,05 (intervalo de confiança de 95%) para o valor-p, não foi rejeitado a hipótese nula e conclui-se que não existe uma diferença estatisticamente significativa entre os grupos perda de massa e tipo do material revestido na amostra de madeira para carbonização (Tabela 1). Foi também utilizado o valor de corte de 0,05 (intervalo de confiança de 95%) para o valor-p, não foi rejeitado a hipótese nula e conclui-se que não existe uma diferença estatisticamente significativa entre os grupos tempo e tipo do material revestido na amostra de madeira para carbonização (Tabela 2).

Figura 1 - cadinhos de alumínio, porcelana e papel alumínio.


Tabela 1 e tabela 2.

Conclusões

Foi possível observar que o tipo de cadinho e o tempo de 10 minutos e 30 minutos não interfere no resultado da perda de massa para as amostras de madeiras estudadas. A massa das amostras estudadas não teve impacto usando desta metodologia de acordo com os resultados estatísticos obtidos. Neste sentido, a escolha do tipo de cadinho pode ser de acordo com a disponibilidade do recipiente no laboratório e não necessariamente alterará o objetivo do experimento.

Agradecimentos

Agradecimentos à CAPES e ao Programa de Pós Graduação em Agronomia: Energia na Agricultura.

Referências

FIGUEIREDO, M. E. O.; LONGUE, D.; PEREIRA, A. K. S.; CARNEIRO, A. C. O.; SILVA, C. M. S.; Potencial da madeira de Pterogyne nitens Tul. (Madeira Nova) para produção de carvão vegetal. Nota Técnica. Ciência Florestal, v. 28, n. 1, 17 p. 2018.

FUJIHARA, M. A.; CAVALCANTI, R.; GUIMARÃES, A.; GARLIPP, R.; O valor das florestas. Terra das Artes Editora, São Paulo. 2009. 348 p.

SEVERO, E. T. D.; Estudo sobre efeito da vaporização nas propriedades e comportamento de secagem da madeira de Eucalyptus dunnii Maid. Tese (Doutorado) em Tecnologia e Utilização de Produtos Florestais. Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Universidade Federal do Paraná. Curitiba. 1998. 216 p.
uk
SIEBENEICHLER, E. A.; DA COSTA, L. M.; FIGUEIREDO, N. A.; TRONTO, J.; ROCHA, P. A.; Influência de temperatura e taxas de aquecimento na resistência mecânica, densidade e rendimento do carvão da madeira de Eucalyptus cloeziana. Ciência da Madeira (Brazilian Journal of Wood Science). v. 8, n. 2, p. 82-94, 2017.