Caracterização madeira de Marupá (Simarouba Amara Aubl, Simaroubaceae) visando utilização na indústria moveleira / Wood characterization of Marupá (Simarouba Amara Aubl, Simaroubaceae) for use in the furniture industry

O objetivo deste trabalho é fazer a caracterização física e mecânica da madeira denominada Marupá, Simarouba amara Aubl., Simaroubaceae, e a Cedrela spp. Meliaceae, a qual terá correlação em comparação de ambas para sua eficiência e eficácia na aplicabilidade ao setor moveleiro do Estado do Pará. Para isso, foram necessários ensaios físicos de umidade e densidade, além de ensaios mecânicos de resistência ensaio de compressão longitudinal as fibras, compressão radial as fibras, compressão tangencial as fibras e flexão. Os resultados mostraram o coeficiente de variação entre as duas especies foi de 16,2% para o ensaio de resistencia a compressão e para o coeficiente de variação para o ensaio de flexão ficou em 18,41%, ambas possuem restencia mecanica moderada, podendo ser utilizadas em estruturas de madeira de pequeno porte. A madeira Marupá apresentou a densidade basica 0,40 g.m-3da espécie Marupá. Entretanto, a maior média de resistência a 12% de umidade a media de compressão as fibras (fc0, k = 25,25 MPa) e de flexão paralelo as fibras (fc0, k = 27,29 MPa) e atingiram o requisito da ABNT NBR 7190:1997, que estabelece que a eficiência da resistência mecânica na classe C20 da referida norma. Os resultados indicaram a possibilidade de utilização da espécie marupá como madeira alternativa para processamento de moveis. Por fim, propõe, neste trabalho, a criação e o desenvolvimento de um protótipo em escala reduzida, com as especies de madeiras estudadas

Técnicas multivariadas aplicadas à avaliação de resíduos lignocelulósicos para a produção de bioenergia

http://dx.doi.org/10.5902/1980509812361The evaluation of lignocellulosic wastes for bioenergy production demands to consider several characteristicsand properties that may be correlated. This fact demands the use of various multivariate analysis techniquesthat allow the evaluation of relevant energetic factors. This work aimed to apply cluster analysis and principalcomponents analyses for the selection and evaluation of lignocellulosic wastes for bioenergy production.8 types of residual biomass were used, whose the elemental components (C, H, O, N, S) content, lignin, totalextractives and ashes contents, basic density and higher and lower heating values were determined. Bothmultivariate techniques applied for evaluation and selection of lignocellulosic wastes were efficient andsimilarities were observed between the biomass groups formed by them. Through the interpretation of thefirst principal component obtained, it was possible to create a global development index for the evaluationof the viability of energetic uses of biomass. The interpretation of the second principal component alloweda contrast between nitrogen and sulfur contents with oxygen content.http://dx.doi.org/10.5902/1980509812361Na avaliação de resíduos lignocelulósicos para a produção de bioenergia é necessário considerar as várias características e propriedades que podem ser correlacionadas. Este fato demanda o emprego de diversas técnicas de análise multivariada que possibilitem a avaliação dos fatores energéticos mais relevantes. O objetivo deste trabalho foi aplicar as análises de agrupamento e componentes principais na seleção e avaliação de resíduos lignocelulósicos visando à produção de bioenergia. Foram utilizados 8 tipos de biomassa residual, dos quais foram determinados os teores dos componentes elementares (C, H, O, N, S), os teores de lignina, extrativos totais e cinzas, a densidade básica e o poder calorífico superior e inferior. As duas técnicas multivariadas empregadas para a avaliação e seleção de resíduos lignocelulósicos para a produção de energia foram eficientes, sendo observadas similaridades entre os grupos de biomassa formados por elas. Pela interpretação da primeira componente principal obtida, criou-se um índice de desempenho global para avaliar a viabilidade do aproveitamento energético da biomassa. A interpretação da segunda componente principal permitiu um contraste entre os teores de nitrogênio e enxofre e o teor de oxigênio

Energetic potential of the açaí depulping waste under different storing conditions.

A investigação da qualidade biomassa na condição fresca e após estocagem no ambiente é necessária para subsidiar seu aproveitamento para geração de energia. Na Amazônia, o resíduo produzido a partir do despolpamento do açaí se destaca pela ampla disponibilidade. O objetivo do trabalho foi avaliar se os diferentes métodos e locais de acondicionamento modifica mas propriedades físicas, químicas e energéticas dos resíduos do açaí e seu potencial com fins energéticos. Os resíduos foram coletados em Macapá, estado do Amapá, em seis diferentes condições: uma amostra fresca, obtida após despolpamento, e cinco estocadas em diferentes condições ambientais. Após a despolpa, o resíduo do açaí apresentou umidade de 1 03,8%, mas a estocagem resultou em secagem natural, reduzindo esta propriedade para até 1 2,3%. Em comparação ao resíduo fresco (0,71 9 g cm-3), a densidade básica da biomassa dispersa em terreno baldio diminuiu significativamente (0,279 g cm-3), o que aumenta os custos de transporte e reduz o rendimento da combustão e pirólise. O teor de voláteis aumentou de 65,29%para até 75,62%,enquanto o carbono fixo diminuiu de 34,70% para até 23,09% e as cinzas de 1 ,81 % para até 1 ,24%,quando os resíduos foram estocados. Tais modificações sugerema decomposição de parte dos componentes químicos do resíduodo açaí que se tornam voláteis oulixiviáveis. Como consequência, a estocagem diminuiu o poder calorífico e a densidade energética dos resíduos.Concluiu-se que a estocagem do resíduo do açaí em qualquer condição, com exceção da diminuição da umidade, prejudicou seu potencial energético.The investigation of biomass quality in fresh condition and after storage in the environment is necessary to subsidize its use for energy generation. In the Amazon, the residue produced from the pulping of açaí stands out for its wide availability. The objective of the work was to evaluate if the different methods and places of conditioning modify the physical, chemical and energetic properties of the açaí residue and its potential for energy purposes. The residues were collected in Macapá, state of Amapá, under six different conditions: a fresh sample, obtained after pulping, and five stored in different environmental conditions. After pulping, the açaí residue had a moisture content of 103.8%, but storage resulted in natural drying, reducing this property to up to 12.3%. Compared to fresh waste (0.719 g cm-3), the basic density of biomass dispersed in wasteland significantly decreased (0.279 g cm-3), which increases transport costs and reduces combustion and pyrolysis yields. . The volatile content increased from 65.29% to up to 75.62%, while fixed carbon decreased from 34.70% to up to 23.09% and ash from 1.81% to up to 1.24%, when the waste were stored. Such modifications suggest the decomposition of part of the chemical components of the açaí residue that become volatile or leachable. As a consequence, the storage reduced the calorific value and energy density of the residues. It was concluded that the storage of the açaí residue in any condition, with the exception of the decrease in humidity, harmed its energy potential

MULTIVARIATE TECHNIQUES APPLIED TO EVALUATION OF LIGNOCELLULOSIC RESIDUES FOR BIOENERGY PRODUCTION

Na avalia\ue7\ue3o de res\uedduos lignocelul\uf3sicos para a produ\ue7\ue3o de bioenergia \ue9 necess\ue1rio considerar as v\ue1rias caracter\uedsticas e propriedades que podem ser correlacionadas. Este fato demanda o emprego de diversas t\ue9cnicas de an\ue1lise multivariada que possibilitem a avalia\ue7\ue3o dos fatores energ\ue9ticos mais relevantes. O objetivo deste trabalho foi aplicar as an\ue1lises de agrupamento e componentes principais na sele\ue7\ue3o e avalia\ue7\ue3o de res\uedduos lignocelul\uf3sicos visando \ue0 produ\ue7\ue3o de bioenergia. Foram utilizados 8 tipos de biomassa residual, dos quais foram determinados os teores dos componentes elementares (C, H, O, N, S), os teores de lignina, extrativos totais e cinzas, a densidade b\ue1sica e o poder calor\uedfico superior e inferior. As duas t\ue9cnicas multivariadas empregadas para a avalia\ue7\ue3o e sele\ue7\ue3o de res\uedduos lignocelul\uf3sicos para a produ\ue7\ue3o de energia foram eficientes, sendo observadas similaridades entre os grupos de biomassa formados por elas. Pela interpreta\ue7\ue3o da primeira componente principal obtida, criou-se um \uedndice de desempenho global para avaliar a viabilidade do aproveitamento energ\ue9tico da biomassa. A interpreta\ue7\ue3o da segunda componente principal permitiu um contraste entre os teores de nitrog\ueanio e enxofre e o teor de oxig\ueanio.The evaluation of lignocellulosic wastes for bioenergy production demands to consider several characteristics and properties that may be correlated. This fact demands the use of various multivariate analysis techniques that allow the evaluation of relevant energetic factors. This work aimed to apply cluster analysis and principal components analyses for the selection and evaluation of lignocellulosic wastes for bioenergy production. 8 types of residual biomass were used, whose the elemental components (C, H, O, N, S) content, lignin, total extractives and ashes contents, basic density and higher and lower heating values were determined. Both multivariate techniques applied for evaluation and selection of lignocellulosic wastes were efficient and similarities were observed between the biomass groups formed by them. Through the interpretation of the first principal component obtained, it was possible to create a global development index for the evaluation of the viability of energetic uses of biomass. The interpretation of the second principal component allowed a contrast between nitrogen and sulfur contents with oxygen content

DENSIDADE BÁSICA E ESTABILIDADE DIMENSIONAL DE MADEIRAS TROPICAIS MODIFICADAS POR TRATAMENTOS TÉRMICOS

O objetivo deste estudo foi avaliar as modificações de propriedades físicas das madeiras de três espécies tropicais de interesse comercial por tratamentos térmicos conduzidos com diferentes temperaturas e tempos de exposição ao calor. Amostras de madeira de Pouteria caimito, Protium altissimum e Jacaranda copaia foram submetidas a modificações térmicas a 180 e 240 °C, ambas por 1 e 2 h. Foram avaliadas redução de massa, densidade básica e contração volumétrica das madeiras. O tratamento de 2 h a 240 °C causou maior redução de massa para todas as espécies. Pouteria caimito e Protium altissimum não apresentaram diferença significativa na densidade básica e contração volumétrica entre os tratamentos térmicos. A redução de massa, que confirma a efetividade dos tratamentos térmicos, aliada à manutenção da densidade é básica, é benéfica para a qualidade das madeiras. Jacaranda copaia apresentou maior estabilidade dimensional, mas foi mais afetada pelas variações dos tratamentos com diminuição da densidade básica da madeira quando submetida a 180 ºC por 1 h e 240 ºC por 2 h. A secagem das madeiras não tratadas, assim como os tratamentos térmicos, diminui a capacidade de adsorção de água e o volume saturado, resultando em contrações volumétricas similares às das madeiras termicamente tratadas.   Palavras-chave: secagem da madeira; hornificação; densidade básica; contração volumétrica.   Basic density and dimensional stability of tropical woods modified by thermal treatments   ABSTRACT: This study aimed to evaluate the wood physical properties’ modifications from three commercially interesting tropical species by thermal treatments carried out with different temperatures and heat exposure times. Wood samples of Pouteria caimito, Protium altissimum, and Jacaranda copaia were submitted to thermal modifications at 180 and 240 °C, both for 1 and 2 h. The mass reduction, basic density, and volumetric contraction were evaluated. The treatment of 2 h at 240 °C caused the highest mass reduction for all species. Pouteria caimito and Protium altissimum did not significantly differ in basic density and volumetric contraction of wood among thermal treatments. The mass reduction, which confirms the effectiveness of thermal treatments, allied to the maintenance of basic density, benefits the wood quality. Jacaranda copaia showed the greatest dimensional stability, but it was the most affected species by the variations of thermal treatments with decreases in basic wood density when submitted to 180 ºC for 1 h and 240 ºC for 2 h. The drying of the samples, as well as the thermal treatments, may decrease the water adsorption and saturated volume, resulting in volumetric contractions similar to those of thermally treated samples. Keywords: wood drying; hornification; basic density; volumetric contraction

Comparação da qualidade dos tecidos do pecíolo de buriti (Mauritia flexuosa L. f.) para combustão e carbonização

Despite its social, cultural and economic importance for the Amazon region, the energy potential of Mauritia flexuosa, popularly known as buriti, has not yet been explored in order to expand the possible uses of this species by the local communities. Therefore, the aim of this work was to compare the tissues that comprise the petiole of Mauritia flexuosa for combustion and carbonization. The petiole core and bark were separated and characterized by chemical composition (total and water-soluble extractives, lignin, and ashes), moisture content (based humid mass), proximate composition (contents of volatile matter, fixed carbon, and ash), basic density, higher heating value, and thermogravimetric analysis in N2 inert atmosphere. The two tissues from the Mauritia flexuosa petiole presented advantages for bioenergetic purposes, such as low ash content (≤ 2%) and higher heating value (≈ 18 MJ kg-1), in addition to suitable fixed carbon (≈ 18%). For the core and husk, the lignin contents (19 and 28%, respectively), extractives contents (9 and 5%, respectively), and basic density (0.041 and 0.267 g cm-3, respectively) significantly differed. However, the proximate composition of the tissues was not influenced by such differences, unlike the higher heating value and energy density. The thermogravimetric behavior showed higher degradation ratio and lower final mass yield (7%) for the core in comparison to the husk. The husk showed better quality for combustion and carbonization in comparison to the core. This is an advantageous result for the extractive activities of Amazonian communities because the husk is a waste from the petiole processing in order to obtain the core for handcraft. Due to the low basic density, the core can be noted for its use in torrefaction, densification, pyrolysis for the production of bio-oil and production of natural filters and activated charcoals, rather than direct combustion and carbonization.Apesar da importância social, cultural e econômica para a Região Amazônica, o potencial energético da Mauritia flexuosa, popularmente conhecida como buriti, ainda não foi explorado para ampliar as possibilidades de uso dessa espécie pelas comunidades locais. Assim, o objetivo deste trabalho é comparar o potencial dos tecidos que compõem o pecíolo de Mauritia flexuosa para combustão e carbonização. O miolo e casca do pecíolo foram separados e caracterizados por composição química (extrativos removíveis por água e totais, lignina e cinzas), umidade base úmida, composição imediata (teores de materiais voláteis, carbono fixo e cinzas), densidade básica, poder calorífico superior e análise termogravimétrica em atmosfera inerte de N2. Os dois tecidos do pecíolo de Mauritia flexuosa apresentaram vantagens para finalidades bioenergéticas, como: baixo teor de cinzas (≤ 2%), além de teor de carbono fixo (≈ 18%) e poder calorífico superior (≈ 18 MJ kg-1) adequados. Para miolo e casca, os teores de lignina (19 e 28%, respectivamente), extrativos (8,9 e 5%, respectivamente), e densidade básica (0,041 e 0,267 g cm-3, respectivamente) diferiram significativamente. Contudo, a composição imediata dos tecidos não foi influenciada por essas diferenças, ao contrário do poder calorífico e densidade energética. O comportamento termogravimétrico demonstrou taxa de degradação superior e rendimento final em massa inferior (7%) para o miolo em relação à casca. A casca apresentou melhor qualidade para combustão e carbonização em comparação ao miolo. Esse resultado é vantajoso para as comunidades extrativistas da Amazônia, pois a casca é um resíduo do processamento do pecíolo para obtenção do miolo, destinado à produção de artesanatos. Pela baixa densidade básica, o miolo é mais indicado para torrefação, densificação, pirólise para geração de bio-óleo e produção de filtros naturais e carvões ativados do que para combustão direta e carbonização

TRANSFORMAÇÃO DA CASCA DE ARROZ EM UM PRODUTO DE MAIOR VALOR AGREGADO: POTENCIAL PARA A PRODUÇÃO DE PAINÉIS PARTICULADOS

This work aimed to evaluate the quality of particleboards made with different formulations, varying adhesive content and rice husk (Oryza sativa L.) proportions added to Cunninghamia lanceolata wood. Three adhesive contents (6, 9 and 12%) and three proportions of rice husk added to wood (25, 50 and 75%) were combined resulting in 9 formulations of particleboards. In order to analyze the influence of each raw material in the final quality of the boards, their chemical composition was determined, including extractive, ash, lignin and holocellulose contents. Regarding the particleboards, the following physical and mechanical properties were evaluated: water absorption (WA), thickness swelling (TS), internal bonding (IB), parallel compression (PC), modulus of elasticity (MOE) and modulus of rupture (MOR) in static bending. For both mechanical and physical properties, average values showed that lower rice husk proportions and higher adhesive contents induced to better performance. Low lignin and high ash contents found in rice husks negatively influenced particleboard quality. Among the formulations tested, the inclusion of 25% of rice husk and 9% urea-formaldehyde presented the best results. Particleboards produced in this work are potential alternatives for general applications in dry conditions that do not require high mechanical resistance. Nevertheless, the process and formulations need to be adjusted in order to reach the requirements for more demanding structural applications. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade de painéis particulados produzidos com diferentes formulações, variando percentagens de adesivo e casca de arroz (Oryza sativa L.) adicionadas à madeira de Cunninghamia lanceolata. Três teores de adesivo (6, 9 e 12%) e três proporções de casca de arroz (25, 50 e 75%) foram combinados resultando em 9 formulações. Para analisar a influência de cada matéria-prima na qualidade final dos painéis, sua composição química foi determinada de acordo com os teores de extrativos, componentes minerais, lignina e holocelulose. Os painéis aglomerados foram avaliados de acordo com as seguintes propriedades físicas e mecânicas: absorção de água (AA), inchamento em espessura (IE), ligação interna (LI), compressão paralela (CP), módulo de elasticidade (MOE) e módulo de ruptura (MOR) na flexão estática. Os valores médios das propriedades físicas e mecânicas demonstraram que menores teores de casca de arroz e maiores teores de teor de adesivo ocasionaram melhor desempenho dos painéis. O baixo teor de lignina e alto teor de cinzas da casca de arroz influenciaram negativamente a qualidade dos painéis. Dentre as formulações avaliadas, painéis com inclusão de 25% de casca de arroz e 9% de ureia-formaldeído apresentaram os melhores resultados. Os painéis produzidos neste trabalho são alternativas potenciais para aplicações gerais em condições secas que não demandem alta resistência mecânica. No entanto, o processo e as formulações necessitam ser ajustados para aplicações estruturais mais exigentes

Mechanical and physical properties of LVL panels made from three amazonic species

This work aimed to evaluate the physical-mechanical performance of laminated veneer lumber (LV) produced with different compositions of tropical Amazonian species and Pinus oocarpa. Three tropical species were used: Cordia goeldiana Huber. (Freijó), Parkia gigantocarpa Ducke (Faveira) and Brosimum parinarioides Ducke (Amapá doce). For comparison, Pinus oocarpa wood obtained from an experimental stand was used. Three types of veneer combination were evaluated: (i) one species; (ii) the three Amazonian species combination and (iii) combination of Amazonian species with Pinus oocarpa. The acoustic propagation velocity was also evaluated with the stress wave timer for correlation between dynamic modulus of elasticity (MOEd) and static modulus of elasticity (MOEs) of the panel. Panels produced with Amazonian species presented lower water absorption than Pinus oocarpa panels. Regarding the mechanical properties, the lowest strength was verified for "faveira" panels. There was no statistical difference among panels in glue line shear strength. The stress wave timer could be used for prediction of MOEs by using MOEd

Equilibrium moisture content of OSB panels made from Eucalyptus urophylla clones

This work aimed to verify the efficiency of Nelson's equation to estimate equilibrium moisture content of this material and provide a model for determination of moisture content of panels based on air relative moisture content, as well as to evaluate the effect of some processing variables on the equilibrium moisture content of OSB (Oriented Strand Board) panels. The 25 x 25 mm samples were put in an acclimation room where they were kept at 30ºC and had their mass determined after stabilization at the relative air moisture contents of 40, 50, 60, 70, 80 and 90%. By the results obtained it was possible to conclude that: Nelson's equation tended to underestimate moisture values of the panel; the polynomial model adjusted based on the relative moisture of the air presented great potential to be used; although different behavior may be observed for the isotherms of treatments, there was no significant effect of the variables panel density, wood basic density, mat type and pressure temperature on mean equilibrium moisture content in desorption 1, adsorption and desorption 2