Aproveitamento de resíduos de colheita florestal para cogeração de energia em uma empresa localizada no estado do Paraná

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Pacheco, João Maurício
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bioenergia; Bioenergy; Cavaco de madeira; Mathematical modeling; Modelagem; Reflorestamento; Reforestation; Wood chips
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/105/105131/tde-09052022-164412/

Com as mudanças climáticas devido aos massivos desmatamentos e na utilização de combustíveis fósseis como fonte principal de energia, muitos pesquisadores se dedicaram e se dedicam arduamente almejando um cenário energético 100% oriundo de fontes renováveis. Os reflorestamentos brasileiros possuem papel importante na diminuição da pressão sobre florestas naturais, principalmente considerando os impactos causados ao meio ambiente pelos desmatamentos ilegais. Advinda de fontes diversificadas, a biomassa residual pode ser proveniente do bagaço de cana-de-açúcar, resíduos florestais, resíduos sólidos urbanos (biogás), etc. No caso da biomassa residual de florestas, devido ao aprimoramento de novas tecnologias empregadas nas operações, um menor desperdício de matéria-prima no campo é observado. Esta tese tem por objetivo analisar quantitativa e qualitativamente a biomassa residual de florestas de rápido crescimento (Pinus taeda L. e Eucalyptus grandis) direcionado a energia, este resíduo é inerente ao sistema de colheita adotado pela companhia selecionada para estudo de caso. Foi avaliado a dinâmica do cavaco residual dentro da empresa (campo, pátio próprio e pátio terceiro) e em relação à posição do cavaco na pilha, estas análises levaram em conta os seguintes parâmetros: teor de umidade (%), densidade básica (g/cm3), teor de cinzas (%), poder calorífico (Kcal/Kg) e granulometria (mm). Para estimar o volume do coproduto foram ajustados modelos de produção objetivando a predição do volume do cavaco residual disponível. O cavaco do campo apresentou 6% a mais de umidade que o cavaco próprio e 11% maior que o cavaco comprado de terceiros. Com relação à posição do cavaco na pilha, o topo apresentou o menor teor de umidade, cerca de 7% menor que o meio e 5% menor que na base da pilha. Ao comparar a densidade do cavaco no campo com o de terceiros, há uma diferença de 9,5%. Os cavacos de maiores densidades concentraram-se em sua maioria no topo da pilha, 2,8% maior que no meio e 0,5% maior que na base da pilha. A granulometria do cavaco foi maior no campo que no pátio da empresa e os resíduos indesejados no cavaco do campo foram 17% menores que o cavaco estocado. O modelo 4 se ajustou bem aos dados, onde os parâmetros estatísticos apresentaram valores significativos (AIC: -501,4267 / R2just.: 0,8730 / Syx %: 0,0621 / P-valor: <0,01), enfatizado pela distribuição de resíduos. Não foi observado diferença estatística entre os diâmetros da base e entre os volumes dos coprodutos, nas TPC\'s (Tempo de Permanência no Campo) 90, 150 e 320 dias. O teor de umidade do coproduto foi 23% maior na TPC 350. A densidade básica (g/cm3) da TPC 240 foi 8% maior que na TPC 350. O teor de cinza (%) na temperatura 500°C e 950°C foram 44% e 48% maiores na TPC 350. O poder calorífico é 6% maior na TPC 254 que na 350, sendo que o material perde por volta de 316 Kcal/kg. O IVC (Índice de Valor Combustível) foi maior quando a biomassa permaneceu menos tempo no campo (TPC 254), ocorreu uma variação de 66% no IVC em relação ao TC (teor de cinzas) 550°C e 63% no TC 950°C. A diferença na proporção do volume para energia foi de 13, 19 e 24% (5, 10 e 15 cm) maior que o montante destinado para celulose, devido a conicidade da árvore.