Air drying of logs from an Eucalyptus urophylla clone for carbonization use

Secagem ao ar livre de toras de um clone de Eucalyptus urophylla empregado na carbonização

Abstracts

Wood drying is one of various stages in the carbonization process, therefore proper monitoring is key to improving yield and obtaining quality charcoal. Prior to being subjected to carbonization by charcoal production plants and once trees have been felled, logs are piled up by the roadside or close to carbonization furnaces and left air drying for 90 days until an optimal 30% moisture content is reached. This work aims to evaluate air drying of logs from an Eucalyptus urophylla clone for carbonization use, analyzing moisture reduction over time and also the influence of log diameter and bark. Logs with and without bark were used, 6.0cm to 21.0cm in diameter, 3.60m in length, with average basic density of 0.496 g/cm³, obtained from a commercial stand of Eucalyptus urophylla at age 8 years. Air drying log piles were arranged outdoors in Paraopeba, Minas Gerais State, Brazil and monitoring consisted of periodic log weighing for a period of 80 days. At the end of the experiment, higher rates of moisture loss were observed in the three initial weeks. Moisture in logs without bark (54%) and with bark (50%) was close after 80 drying days, with a higher level of moisture reduction being observed for logs without bark. Bark influence on moisture loss was more pronounced in the first three weeks. Moisture reduction varied in intensity as a function of log diameter. After 80 days, the highest level of moisture reduction was observed in logs without bark: 65% for logs larger in diameter and 80% for logs smaller in diameter. As regards logs with bark, results were 56% and 75% respectively.

Charcoal; log piles; moisture content

A secagem da madeira é uma das etapas do processo de carbonização e seu controle é de grande importância no rendimento e na qualidade do carvão vegetal produzido. Nas empresas produtoras de carvão, após o corte, a madeira é empilhada nas margens das estradas ou próxima aos fornos de carbonização e é carbonizada após 90 dias de secagem ao ar livre, quando se deseja alcançar 30% de umidade. Neste trabalho, objetivou-se avaliar a secagem ao ar livre de toras de um clone de Eucalyptus urophylla empregado na produção de carvão vegetal, analisando-se a perda de umidade no tempo, influência da casca e do diâmetro das toras no processo. Foram utilizadas toras com casca e sem casca, com diâmetros variando de 6,0 a 21,0 cm, densidade básica média de 0,496 g/cm³ e 3,60 m de comprimento, provenientes de um talhão comercial de Eucalyptus urophylla com 8 anos de idade. Pilhas de secagem ao ar livre foram instaladas em Paraopeba, Minas Gerais, Brasil e o acompanhamento da secagem foi realizado por pesagens periódicas das toras durante 80 dias. Ao final deste estudo, observou-se que as maiores perdas de umidade ocorreram nas três semanas iniciais. A umidade das toras sem casca (54%) e com casca (50%) foram próximas após 80 dias de secagem, com uma maior redução de umidade para as toras sem casca. A influência da casca na perda de umidade foi mais pronunciada nas três primeiras semanas. A redução de umidade ocorreu em intensidades diferentes em função do diâmetro das toras. Após 80 dias, a maior redução de umidade foi observada nas toras sem casca: 65% para as toras de maiores diâmetros e 80% para as de menores diâmetros. Já, para as toras com casca os resultados foram respectivamente 56% e 75%.

Carvão vegetal; pilhas de toras; teor de umidade

Air drying of logs from an Eucalyptus urophylla clone for carbonization use

Secagem ao ar livre de toras de um clone de Eucalyptus urophylla empregado na carbonização

Raphael Nogueira Rezende^I; José Tarcísio Lima^II; José Reinaldo Moreira da Silva^II; Alfredo Napoli^III; Hélder Bolognani Andrade^IV; André Luiz Raimundo Faria^V

^IForest Engineer, PhD candidate in Wood Science and Technology – Departamento de Ciências Florestais – Universidade Federal de Lavras/UFLA – Cx. P. 3037 – 37200-000 – Lavras, MG – [e-mail]

^IIForest Engineer, Professor Dr. in Forest Engineering – Departamento de Ciências Florestais – Universidade Federal de Lavras/UFLA – Cx. P. 3037 – 37200-000 – Lavras, MG – [e-mail], [e-mail]

^IIIMaterials scientist, Researcher at CIRAD/França – Departamento de Ciências Florestais – Universidade Federal de Lavras/UFLA – Cx. P. 3037 – 37200-000 – Lavras, MG – [e-mail]

^IVForest Engineer – V & M Florestal LTDA – CAPEF – Fazenda Itapo㠖 Cx. P. 04 – Paraopeba, MG – [e-mail]

^VBachelor's degree candidate in Forest Engineering – Departamento de Ciências Florestais – Universidade Federal de Lavras/UFLA – Cx. P. 3037 – 37200-000 – Lavras, MG – [e-mail]

ABSTRACT

Wood drying is one of various stages in the carbonization process, therefore proper monitoring is key to improving yield and obtaining quality charcoal. Prior to being subjected to carbonization by charcoal production plants and once trees have been felled, logs are piled up by the roadside or close to carbonization furnaces and left air drying for 90 days until an optimal 30% moisture content is reached. This work aims to evaluate air drying of logs from an Eucalyptus urophylla clone for carbonization use, analyzing moisture reduction over time and also the influence of log diameter and bark. Logs with and without bark were used, 6.0cm to 21.0cm in diameter, 3.60m in length, with average basic density of 0.496 g/cm³, obtained from a commercial stand of Eucalyptus urophylla at age 8 years. Air drying log piles were arranged outdoors in Paraopeba, Minas Gerais State, Brazil and monitoring consisted of periodic log weighing for a period of 80 days. At the end of the experiment, higher rates of moisture loss were observed in the three initial weeks. Moisture in logs without bark (54%) and with bark (50%) was close after 80 drying days, with a higher level of moisture reduction being observed for logs without bark. Bark influence on moisture loss was more pronounced in the first three weeks. Moisture reduction varied in intensity as a function of log diameter. After 80 days, the highest level of moisture reduction was observed in logs without bark: 65% for logs larger in diameter and 80% for logs smaller in diameter. As regards logs with bark, results were 56% and 75% respectively.

Key words: Charcoal, log piles, moisture content.

RESUMO

A secagem da madeira é uma das etapas do processo de carbonização e seu controle é de grande importância no rendimento e na qualidade do carvão vegetal produzido. Nas empresas produtoras de carvão, após o corte, a madeira é empilhada nas margens das estradas ou próxima aos fornos de carbonização e é carbonizada após 90 dias de secagem ao ar livre, quando se deseja alcançar 30% de umidade. Neste trabalho, objetivou-se avaliar a secagem ao ar livre de toras de um clone de Eucalyptus urophylla empregado na produção de carvão vegetal, analisando-se a perda de umidade no tempo, influência da casca e do diâmetro das toras no processo. Foram utilizadas toras com casca e sem casca, com diâmetros variando de 6,0 a 21,0 cm, densidade básica média de 0,496 g/cm³ e 3,60 m de comprimento, provenientes de um talhão comercial de Eucalyptus urophylla com 8 anos de idade. Pilhas de secagem ao ar livre foram instaladas em Paraopeba, Minas Gerais, Brasil e o acompanhamento da secagem foi realizado por pesagens periódicas das toras durante 80 dias. Ao final deste estudo, observou-se que as maiores perdas de umidade ocorreram nas três semanas iniciais. A umidade das toras sem casca (54%) e com casca (50%) foram próximas após 80 dias de secagem, com uma maior redução de umidade para as toras sem casca. A influência da casca na perda de umidade foi mais pronunciada nas três primeiras semanas. A redução de umidade ocorreu em intensidades diferentes em função do diâmetro das toras. Após 80 dias, a maior redução de umidade foi observada nas toras sem casca: 65% para as toras de maiores diâmetros e 80% para as de menores diâmetros. Já, para as toras com casca os resultados foram respectivamente 56% e 75%.

Palavras-chave: Carvão vegetal, pilhas de toras, teor de umidade.

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Texto completo disponível apenas em PDF.

5 ACKNOWLEDGMENTS

We wish to thank Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG -Process CAG APQ-4881-3.10/07) and V&M Florestal LTDA.

6 BIBLIOGRAPHICAL REFERENCES

ASSIS, C. O. de. Vantagens do carvão vegetal [mensagem pessoal].Mensagem recebida por <[e-mail]> em 28 abr. 2010.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11941: madeira: determinação da densidade básica. Rio de Janeiro, 2003. 6 p.

ASSOCIAÇÃO MINEIRA DE SILVICULTURA. Anuário estatístico 2007. Disponível em: <http://www.silviminas.com.br/>. Acesso em: 16 set. 2008.

BARROS, M. V.; FINGER, C. A. G.; SCHNEIDER, P. R.; SANTINI, E. J. Fator de cubicação para toretes de Eucalyptus grandis e sua variação com o tempo de exposição ao ambiente. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 18, n. 1, p. 109-119, jan./mar. 2008.

BRASIL. Ministério da Agricultura e Reforma Agrária. Departamento Nacional de Meteorologia. Normais climatológicas: série 1961/1990. Brasília, 1992. 84 p.

CALONEGO, F. W.; BATISTA, W. R.; SEVERO, E. T. D.; SANTOS, J. E. G.; RIBAS, C. Avaliação do teor de umidade da madeira de Eucalyptus grandis por medidores elétricos resistivos. Instituto Florestal, São Paulo, v. 18, p. 71-78, dez. 2006.

CARNEIRO, A. de C. Qualidade da madeira e tecnologias para produção de carvão vegetal. In: SEMINÁRIO FLORESTAS PLANTADAS DO MS, 1., 2007, Campo Grande. Anais... Campo Grande, 2007. Disponível em: <http://www.reflore.org.br/palestras/QualidadeDaMadeiraeTecnologiasParaProducaoDeCarvaoVegetal.pdf>. Acesso em: 13 ago. 2008.

CUNHA, P. S. C.; PONTES, C. L. F.; CRUZ, I. de A.; CABRAL, M. T. de F. D.; NETO Z. B. da C.; BARBOSA, A. P. R. Estudo químico de 55 espécies lenhosas para geração de energia em caldeiras. In: ENCONTRO BRASILEIRO EM MADEIRAS E EM ESTRUTURAS DE MADEIRA, 3., 1989, São Carlos. Anais... São Carlos, 1989. v. 2, p. 95-121.

EVANGELISTA, W. V. Caracterização da madeira de clones de Eucalyptus camaldulensis Dehnh e Eucalyptus urophylla S.T. Blake, oriunda de consórcio agrossilvopastoril. 2007. 120 p. Dissertação (Mestrado em Ciência Florestal) – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2007.

FARINHAQUE, R. Influência da umidade no poder calorífico da madeira de Bracatinga (Mimosa scrabella, Benth) e aspectos gerais de combustão. Curitiba: FUPEF, 1981. 14 p. (Série técnica).

FÁVERO, G. C.; VALLE, R. M.; DUARTE, T. M. Análise térmica de um sistema de combustão de alcatrão em fornos retangulares para secagem da madeira. In:CONGRESSO IBEROAMERICANO DE ENGENHARIA MECÂNICA, 8., 2007, Cusco. Anais... Cusco: Federación Iberoamericano de Ingeniería Mecánica, 2007. p. 639-646. Disponível em:< http://www.pucp.edu.pe/congreso/cibim8/pdf/06/06-09.pdf>. Acesso em: 17 set. 2009.

FERREIRA, M. Características da madeira de espécies / procedências / árvores superiores e clones de Eucalyptus: revisão aplicada ao melhoramento para produção de pasta celulósica. In: REUNIÃO REGIONAL SOBRE CLONAGEM INTENSIVA EM EUCALYPTUS, 1., 1994, Aracruz. Anais... Aracruz: IPEF, 1994. p. 1-18.

FERREIRA, M. C.; FERNANDES, P. S.; SARAIVA FILHO, J. C. Variação na umidade da madeira de eucalipto estocada em pátio industriais. In: CONGRESSO FLORESTAL BRASILEIRO, 4., 1982, Belo Horizonte. Anais... Belo Horizonte: SBS/IBDF/CNPq/FINEP, 1983. P. 779-781.

GALVÃO, A. P. M.; JANKOWSKY, I. P. Secagem racional da madeira. São Paulo: Nobel, 1985. 111 p.

HART, C. A. The drying of wood. Raleigh: North Carolina Agricultural Extension Service, 1966. 24 p.

JUVILLAR, J. B. O carvoejamento da madeira e seus reflexos na qualidade do carvão: qualidade da madeira. Piracicaba: IPEF, 1979. 6 p. (IPEF. Circular técnica, 64). Disponível em: <http://www.ipef.br/publicacoes/ctecnica/nr064.pdf>. Acesso em: 13 jan. 2009.

KLITZKE, R. J. Secagem da madeira. Curitiba: UFPR, 2003. 98 p.

MENDES, M. G.; GOMES, P. A.; OLIVEIRA, J. B. Propriedades e controle da qualidade do carvão vegetal. In: FUNDAÇÃO CENTRO TECNOLÓGICO DE MINAS GERAIS. Produção e utilização de carvão vegetal. Belo Horizonte: CETEC, 1982. p. 77-89.

MORELLO, T. F. Carvão vegetal e siderurgia: de elo perdido a solução para um mundo pós-kyoto. 2009. 171 p. Dissertação (Mestrado em Economia) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009.

OSSE, L. Lenha, carvão e carvoejamento. Brasil Florestal, Rio de Janeiro, v. 2, p. 32-80, 1971.

PEREIRA, J. M. M.; SANTOS, G. P. Aspectos socioeconômicos do setor florestal brasileiro. Informe Agropecuário, Belo Horizonte, v. 29, n. 242, p. 7-13, jan./fev. 2008.

PONCE, R. H.; WATAI, L. T. Manual de secagem da madeira. Brasília: STI/IPT, 1985. 72 p.

RAAD, T. J. Simulação do processo de secagem e carbonização do Eucalyptus spp. 2004. 114 p. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2004.

RASMUSSEN, E. F. Dry kiln operator's manual. Madison: USDA, 1961. 188 p.

RIBEIRO, J. F.; WALTER, B. M. T. Fitofisionomias do bioma Cerrado. In: SANO, S. M.; ALMEIDA, S. P. Cerrado, ambiente e flora. Planaltina: Embrapa – Cerrados, 1998. p. 89-166.

SOUZA, E. Efeito do tempo de secagem nas características físicas e químicas da madeira para produção de celulose [mensagem pessoal]. Mensagem recebida por <[e-mail]> em 9 nov. 2009.

VALENTE, A. F.; LELLES, J. G. Carbonização da Madeira de Eucalyptus. Informe Agropecuário, Belo Horizonte, v. 12, n. 141, p. 74-79, set. 1986.

VIANA, E.; REZENDE, M. E. A.; PINHEIRO, P. C. da C.; SAMPAIO, R. S. A produção de carvão vegetal: teoria e prática. Belo Horizonte: [s.n.], 2006. 93 p.

VITAL, B. R.; DELLA LUCIA, R. M.; VALENTE, O. F. Estimativa do teor de umidade de lenha para carvão em função do tempo de secagem. Árvore, Viçosa, v. 9, n. 1, p. 10-27, ago. 1985.

Received: December 11, 2009

Accepted: August 30, 2010

Publication Dates

• Publication in this collection
  23 Sept 2014
• Date of issue
  Dec 2010

History

• Received
  11 Dec 2009
• Accepted
  30 Aug 2010