XXXVI Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola Bonito - MS, 30-7 a 2-8-2007

CARACTERIZAÇÃO ENERGÉTICA DE ESPÉCIES LENHOSAS NATIVAS DA AMAZÔNIA

EYDE CRISTIANNE SARAIVA DOS SANTOS1; RUBEM CESAR RODRIGUES SOUZA2; KELLY HARYAMA NAVEGANTE BARBOSA3; MÔNICA ALVES DE VASCONCELOS4

1 Engenheira Agrônoma, Dra, Pesquisadora, CDEAM/UFAM – Manaus-AM: eyde_cristianne@yahoo.com.br 2 Engenheiro Eletricista, Dr., Diretor do CDEAM/UFAM – Manaus-AM. E-mail: rubem_souza@yahoo.com.br 3 Acadêmica do Curso de Engenharia Florestal, FCA/UFAM, Manaus - AM. E-mail: nanna_navegante@hotmail.com 4 Acadêmica do Curso de Engenharia Florestal, FCA/UFAM, Manaus - AM. E-mail: yuki_ftal@yahoo.com.br

Apresentado no

XXXVI Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola 30 de julho a 02 de agosto de 2007 – Bonito – MS

RESUMO: Na Amazônia o uso indiscriminado das reservas florestais para obtenção de lenha, tem contribuído para o desmatamento e conseqüente esgotamento dos estoques naturais de biomassa próxima aos centros consumidores. Neste contexto, conduziu-se uma pesquisa com espécies lenhosas, com objetivo de analisar espécies florestais nativas de crescimento rápido com características energéticas aceitáveis para a produção de lenha. As espécies lenhosas foram pré-selecionadas a partir de um banco de dados alimentado com informações sócio-econômicas energéticas e ambientais de projetos do Centro de Desenvolvimento Energético Amazônico – CDEAM, e dados disponíveis na literatura. Procedeu-se posteriormente, analisando física e quimicamente as amostras. Os valores de poder calorífico foram bem próximos, variando numa faixa de 15,30 MJ/kg a 18,75 MJ/kg, com destaque para o Louro sp. que apresentou maior poder calorífico e a Cassia leiandra Benth.com maior densidade (1,01 g/cm3), menor teor de cinzas (0,09%), e maior teor de carbono (53,43%). Os resultados da caracterização energética indicam que as espécies podem ser utilizadas para fins energéticos, porém é recomendável a condução de experimentos para avaliar o crescimento e o desempenho em sistema de monocultura e multi-estratos. PALAVRAS-CHAVE: lenha, energia, Amazônia.

ENERGETIC CHARACTERIZATION OF AMAZON NATIVE WOOD SPECIES

ABSTRACT: In the Amazonian the indiscriminate use of the forest reserves for firewood attainment, it has contributed for the deforestation and the exhaustion of the natural supplies of next biomass to the consuming centers. In this context, a research with wood species was conducted, with objective to analyze native forest species of fast growth with acceptable energy characteristics for the firewood production. The wood species had been chosen from a data base fed with energy and ambient partner-economic information of projects of the Amazonian Center of Energy Development - CDEAM and available data in literature. It was proceeded later analyzing physically and chemically the samples. The values of being able calorific had been well next, varying in a band of 15,30 MJ/kg the 18,75 MJ/kg, with prominence for the Louro sp. with greater to be able calorific and the Cassia leiandra Benth. with bigger density (1.01 g/cm3), lesser leached ashes text (0.09%), e bigger carbon text (53.43%). The results of the energetic characterization indicate that the species can be used for energy ends, however the conduction of experiments to evaluate the growth and the performance in cultivation system and multi-stratus is recommendable. KEYWORDS: firewood, energy, Amazonian

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INTRODUÇÃO: Dentre as várias potencialidades energéticas que a Amazônia dispõe a mais evidente é a biomassa em suas diferentes formas, destacando-se visualmente na Floresta Amazônica, a biomassa lenhosa. Porém, a sua utilização para fins energéticos recebe muitas críticas, pois sempre seu uso é associado ao desmatamento indiscriminado (Santos, et al., 2005). Tais críticas se devem ao uso da biomassa sem reposição, sendo comum o uso como energético de lenha clandestina para manutenção de processos produtivos, contribuindo para o esgotamento dos estoques de biomassa natural. Contudo, as atividades produtivas têm sua importância no desenvolvimento local. Portanto, é necessário conduziram estudos que identifiquem espécies lenhosas para compor plantações (floresta energética) com possibilidade de suprir a demanda dos setores produtivos. Nesse sentido Azevedo et al. (2002) conduziu estudos com espécies exóticas que possibilitaram observar que as espécies Acacia mangium Willd e Acacia auriculiformes A. Cunn. Ex Benth.encontraram boas condições ambientais para o cultivo nos municípios de Iranduba e Manacapuru, ambos no Estado do Amazonas, onde está situado um pólo oleiro, grande consumidor de biomassa. Porém, a introdução de espécies exóticas no ecossistema amazônico também gera preocupação, pois são consideradas invasoras, e a propagação das mesmas pode gerar problemas ambientais no futuro. Neste contexto, iniciou-se uma pesquisa objetivando identificar espécies nativas da Floresta Amazônica com características energéticas aceitáveis. MATERIAL E MÉTODOS: No primeiro momento utilizou-se o relatório técnico sobre madeira para energia, publicado por Barbosa et al. (1997), onde foram apresentadas as características energéticas de trinta espécies nativas. Em seguida verificou-se a característica ecológica de cada espécie, selecionando-se cinco para complementar a presente pesquisa. Realizou-se ainda o estudo de outras de seis espécies lenhosas que foram submetidas à análise elementar, de poder calorífico e densidade básica. A Análise elementar que consiste na determinação das porcentagens de carbono (C), hidrogênio (H), nitrogênio (N) e cinzas (A), conforme a norma D3176-74/ASTM (1983), sendo o conteúdo do oxigênio obtido por diferença. O Poder calorífico foi determinado através de método isotérmico utilizando uma bomba calorimétrica 1341 Oxigen Bomb Calorimeter (ABNT/NBR 8628/1984) e a determinação da densidade básica foi realizada de acordo com a norma ABNT/NBR-6230. Apresenta-se a seguir uma descrição sucinta sobre as espécies: CARDEIRO (Scleronema micranthum Ducke) Árvore grande, com ramos jovens estipulados. Madeira moderadamente pesada. Fácil de trabalhar. De importância econômica. Localizado em todo o estado do Amazonas, nos arredores de Manaus e no Baixo Rio Negro. Freqüente em mata de terra firme, não inundável. FAVEIRA-BOLOTA (Parkia pendula Benth ex Walp.) Árvore de significativo porte, ornamental, inconfundível mesmo à distância pelo aspecto de sua copa. Madeira pesada e predisposta ao ataque de fungos e insetos. De importância econômica e ornamental. Comum nos Estados do Amazonas e Pará e ainda nas Guianas, Estados de Pernambuco, Bahia e Alagoas. Comum na mata primária ou secundária da terra firme, em solo argiloso, ainda é muito comum “nas margens dos rios de barrancos, da terra firme”. TENTO (Ormosia paraensis Ducke) Árvore de 25m de altura, fuste reto, com aproximadamente 50 cm de diâmetro. Madeira de densidade média, processamento de regular a fácil recebendo bom acabamento. Planta de importância econômica. Ocorre em toda a Amazônia e Estado do Mato Grosso; é citada ainda para Venezuela (cordilheira Pacaraíma). Habita as matas de terra firme. JUTAÍ-AÇÚ (Hymenaea intermedia Ducke var. denotricha (Ducke) Lee & Lang.) Hymenaea abrange uma espécie africana e treze neotropicais, das quais nove são encontradas na bacia Amazônica. No Brasil ocorre em quase todas as regiões, com distribuição uniforme na Amazônia, onde é encontrado nas matas de terra firme de solo argiloso e, algumas vezes, nas várzeas altas. São leguminosas usadas para compor Sistemas Agroflorestais, cujo sucesso de implantação depende de informações básicas sobre as espécies que compõem os diferentes extratos. É uma leguminosa com potencial para aproveitamento agroflorestal na região. TACHI PRETO (Tachigali myrmecophilla Ducke) Árvore mediana a grande, chegando a atingir até 45m de altura. Madeira de densidade média. É difícil de preservar, apresentando baixa retenção das soluções preservantes e penetração variável. De importância econômica. Ocorre em toda a região Amazônica, comumente nas matas da terra firme.

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ACHUÁ (Sacoglottis guianensis Benth.) Árvore de 20 m de altura. Fuste retilíneo de 40-70 cm de diâmetro. Madeira pesada, e muito resistente à decomposição mesmo quando exposta às intempéries. A árvore possui características ornamentais que a recomendam para uso na arborização paisagística. Também recomendada para reflorestamentos com fins ecológicos. Ocorre em toda a região Amazônica na mata alta de terra firme bem como em extensões abertas (campinas). É mais freqüente na região do Baixo Amazonas e Tapajós. LOURO (Ocotea sp) Árvore do gênero da família Lauraceae, varia entre 5 e 10 m, mas pode atingir até 20 m de altura. Além disso, a madeira dessa árvore é de excelente qualidade. Freqüente nas matas periodicamente inundáveis do Estado do Amazonas. Resistente a fungos e pouco resistente a cupins de madeira seca. Difícil de preservar sob pressão com produtos preservativos. Carpintaria, construção em geral, lambris, vigas, caibros, ripas, rodapés, molduras, guarnições, cordões, tábuas, pranchas, peças torneadas, marcenaria, compensados e fabricação de móveis. ASSACU (Hura crepitan L.) Árvore que cresce de 25-30 m em altura (podendo atingir até 40 m), por 0,80 e 1,80 m de diâmetro. Possui látex irritante para as mucosas e até para a pele, provocando nos olhos grave oftalmia. A madeira pode ser considerada leve e com resistência mecânica baixa. Ocorre da América Central à Amazônia; comum nas várzeas argilosas. FREIJÓ (Cordia bicolor A. DC.) Árvore de tronco reto, cilíndrico, com altura comercial de 7 a 26 m variando de 45 a 61 cm. Importância econômica, a madeira pode ser classificada com do peso médio, baixa retratibilidade e média resistência mecânica. Ocorre com maior freqüência nos Estados do Pará e Amazonas ao extremo Nordeste, baixo Tocantins e seus afluentes, na região de Marabá, em matas de terra firme. Fora dessa região é rara sua ocorrência. GOIABÃO (Planchonella pachycarpa Pires) A espécie ocorre no Amazonas, Acre, Rondônia, Amapá, em quase todo Estado do Pará, Maranhão e Mato Grosso. O goiabão é uma madeira pesada, de cor amarela pálida, textura fina e grã direita, com gosto e cheiro indistintos. A madeira não é durável, com baixa resistência ao ataque de fungos e cupins. Tem sido utilizada para fabricar assoalhos domésticos, mobiliário de utilidade geral e mesmo de luxo, cabos de ferramentas e utensílios, embalagens, paletes e instrumentos musicais. MARI-MARI (Cassia leiandra Benth.) Árvore de 4-8 m de altura. Madeira moderadamente pesada, macia e fácil de trabalhar, medianamente resistente e de baixa durabilidade. A árvore é extremamente ornamental quando em flor, podendo ser usado com sucesso na arborização paisagística. A polpa das vagens é consumida pelas populações locais e pelos animais silvestres. Ocorre na região Amazônica, principalmente nos Estados do Pará e Amazonas. É particularmente freqüente na região do Baixo Amazonas. RESULTADOS E DISCUSSÃO: Quando se propõe a estudar espécies lenhosas nativas para fins energéticos, busca-se identificar características importantes para aproveitamento energético, como crescimento rápido e alto poder calorífico. No estudo em questão apresenta-se os resultados preliminares da caracterização energética. Caracterização energética De acordo com Lora et al (1997), para se determinar a potencialidade de um combustível, e, portanto, poder avaliar se este está sendo utilizado dentro de sua plena capacidade, deve-se primeiramente conhecer as suas características fundamentais, ou seja, sua composição química e seu potencial calórico. Estas características fundamentais são obtidas através da composição imediata, composição elementar e poder calorífico, das quais, no presente estudo, realizou-se as duas últimas. Os resultados da análise elementar, compreendendo determinações das percentagens de carbono (C), hidrogênio(H), oxigênio (O), nitrogênio (N) e material residual (cinzas), são apresentados na Tabela 1. O maior teor de carbono foi observado no mari-mari (53,44%) e em média 49%, resultado superior ao encontrado por Barbosa et al. (1985) que foi de 46%. Conforme Jenkins (1990), citado por Lora et al (1997), o teor de cinzas da maioria das biomassas não ultrapassa 2% com exceção de alguns resíduos agrícolas como casca de arroz (18%) e a do coco

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(10%). Tal afirmativa está de acordo com os resultados encontrados nessa pesquisa, onde o teor de cinzas máximo foi de 1,1%, (Louro sp.). No estudo desenvolvido por Barbosa et al. (1997), a Tachigali myrmecophilla Ducke apresentou o maior poder calorífico (19,53 MJ/kg) e a maior densidade foi verificada na Hymenaea intermedia Ducke (1,52 g/cm3). Nesta pesquisa, o Louro sp. apresentou maior poder calorífico (18,65MJ/kg) e o Cassia leiandra Benth. maior densidade (1,01 g/cm3), sendo tais informações apresentadas na Tabela 1. A existência de correlação entre densidade da madeira e densidade do carvão pode, portanto, nortear fundamentalmente a escolha de espécies destinadas à sua produção bem como as pesquisas sobre melhoramento de características do carvão, partindo-se particularmente da densidade básica da madeira. Assim a seleção de espécies com densidade elevada é altamente vantajosa para o uso energético.

Tabela 1. Composição elementar, poder calorífico superior e densidade de espécies lenhosas nativas. Composição elementar (%) Nome comum C O** H N A

P.C.S. (MJ/kg)

Densidade (g/cm3)

Scleronema micranthum Ducke (cardeiro)* 46,40 48,10 5,50 ─ 0,43 19,30 0,59 Parkia pendula Benth ex Walp. (faveira bolota)* 43,68 49,66 5,66 1,00 1,07 18,81 0,38 Hymenaea intermedia Ducke (jutaí-açú)* 48,50 45,04 5,50 0,96 0,21 19,44 1,52 Ormosia paraensis Ducke (tento)* 47,80 46,13 5,40 0,67 0,21 19,39 0,54 Tachigali myrmecophilla Ducke (tachi preto)* 47,54 46,77 5,69 ─ 0,64 19,53 0,51

Média 46,78 47,14 5,55 0,88 0,51 19,29 0,71 Ocotea sp (louro) 48,1 45,58 6,32 0,57 1,1 18,65 0,62 Hura crepitan L. (assacu) 45,2 48,74 6,05 0,32 1,0 16,79 0,40 Sacoglottis guianensis Benth (achuá) 50,35 43,96 5,34 0,002 0,34 16,70 0,77 Cordia bicolor A. DC. (freijó) 49,10 47,75 5,41 0,155 0,74 17,20 0,49 Planchonella pachycarpa Pires (goiabão) 49,03 45,38 5,83 0,082 0,68 15,30 0,74 Cassia leiandra Benth (mari-mari) 53,44 41,01 5,46 0,002 0,09 17,46 1,01

Média 49,20 45,41 5,73 0,19 0,66 17,02 0,67 [*] Fonte: Barbosa et al. (1997);[**]obtido por diferença.

Os resultados obtidos de poder calorífico com algumas espécies nativas foram semelhantes ao apresentado por Vale et al. (2000) sobre Eucalyptus grandis Hill ex Maiden (19,4 MJ/kg) e Acacia mangium Willd (19,3 MJ/kg), que são espécies utilizadas para produção de lenha e carvão. CONCLUSÕES: A pesquisa realizada evidencia que as espécies lenhosas nativas da Floresta Amazônica apresentam características aceitáveis para uso energético. Portanto, é recomendável a condução de estudos para avaliar a produção de biomassa das espécies em sistema de monocultura e multi-estratos. REFERÊNCIAS AZEVEDO, C.P.; ROSSI, L.M.B.; ATAYDE, C.M.; LIMA, R.M.B. Produção de lenha na região de Iranduba e Manacapuru – Amazonas: Acacia mangium e Acacia auriculiformes. Circular técnica, Manaus: EMBRAPA, 2002. CORTEZ, L. A.; LORA, E.S. (Coord.) Tecnologias de conversão energética da biomassa. Manaus: EDUA/EFEI, 1997. NOGUEIRA, L.A.H; LORA, E.E.S. Dendroenergia: fundamentos e aplicações. Rio de Janeiro: Editora Interciencia, 199p. 2003. SANTOS, E.C.S.; SOUZA, R.C.R.; SILVA, E.P. Elementos contemporâneos que criam oportunidade para o uso de biomassa lenhosa para fins energéticos na Amazônia. Revista Brasileira de Energia. 11 (1):55-69, 2005. VALE, A.T.; BRASIL, M. A.M.; CARVALHO , C.M.; VEIGA, R.A.A. Produção de energia do fuste de Eucalyptus grandis Hill Ex-Maiden e Acacia mangium Willd em diferentes níveis de adubação. CERNE, V.6, N.1, P.083-088, 2000.