Abstract: Thermal treatments have the effect of reducing the hygroscopicity and improving the resistance to microbiological attack of wood by the degradation of its chemical constituents. During the treatments, the mass of the wood is reduced, a factor that can affect the quality of the materials according to their use. The objective was to verify the effect of the thermal treatment variables on the thermogravimetric properties and the chemical composition of Eucalyptus grandis. The treatments were carried out in a vacuum oven with three atmosphere conditions - vacuum; N2; vacuum+N2 at temperatures of 140, 180 and 220 °C for 6 hours. It was observed that the mass loss during treatments differed only according to the temperatures used. The extractive content, total lignin and holocellulose presented significant changes only at 220°C in all three atmospheres. In the thermogravimetric analysis, the greatest value of residual mass was found in the treatment that used nitrogen and 220 °C, thus demonstrating that this treatment was more invasive, leading to the conclusion that the vacuum application can help to reduce the degradation of the constituents of the eucalypt wood. Wood, which can lead to the production of thermally treated wood without great losses in the mechanical properties.

Resumo Com a determinação do quanto de biomassa florestal é gerada após as intervenções culturais é possível definir as áreas passíveis de exploração. Com isso, o objetivo do trabalho foi quantificar e estimar a oferta de biomassa de Pinus taeda L. disponível após as intervenções culturais. O experimento foi realizado em reflorestamentos nos municípios dos estados do Paraná e Santa Catarina, com idades de 3 anos (primeira desrama), 5 anos (segunda desrama), 7 anos (terceira desrama), 11 anos (primeiro desbaste) 19 anos (segundo desbaste), 23 e 33 anos (cortes rasos). Para cada idade foram amostradas 10 árvores e quantificados os componentes acículas, galhos, ponteira e casca. Após o corte raso, aos 23 anos houve maior disponibilidade de biomassa individual (372,6 kg.árv-1) e por unidade de área (144,4 t.ha-1), sendo composto principalmente por galhos (69,3%), seguido das acículas (17,9%), casca (11,0%) e ponteira (1,8%) por unidade de área. A correlação entre a massa dos componentes da biomassa por árvore e as variáveis independentes foi significativa e superior a 0,52. A menor correlação foi observada entre estas e a quantidade ofertada de ponteiras. Os modelos de regressão selecionados para estimar a massa de biomassa em função das variáveis independentes tiveram R2aju superiores a 83%, baixos desvios padrões e coeficientes de variação.

Abstract Along with the determination of how much of forest biomass is generated after the cultural interventions, it is possible to define areas that can be exploited. Thus, the objective of this work was to quantify and estimate the biomass supply of Pinus taeda L. available after cultural interventions. The experiment was carried out in populations in the cities of Paraná and Santa Catarina states, with ages of 3 years (first pruning), 5 years (second pruning), 7 years (third pruning), 11 years (first thinning), 19 years (second thinning), 23 and 33 years (harvesting). For each age, 10 trees were sampled and the components of the leaves, twigs, canopy and bark were quantified. After harvesting at 23 years old there was greater availability of individual biomass (372.6 kg. tree-1) and per unit area (144.4 t.ha-1), being composed mainly of twigs (69.3%), followed by leaves (17.9%), bark (11.0%) and canopy (1.8%) per unit area. The correlation between the mass of the components of the biomass per tree and the independent variables was significant and higher to 0.52. The lower correlation was observed between these and the mass of canopy. The regression models selected to estimate the mass of biomass from the independent variables had R2adju higher than 83%, low standard deviations and low coefficients of variation.

Os objetivos deste trabalho foram quantificar e qualificar a biomassa residual produzida em plantios comerciais de Pinus taeda L., em diferentes idades e sistemas de manejo, visando à geração de energia em sistemas de cogeração. As idades dos povoamentos foram: três anos (primeira poda), seis anos (terceira poda), 10 anos (terceira poda), 12 anos (primeiro desbaste), 14 anos (primeiro desbaste), 16 anos (segundo desbaste) e 24 anos (corte raso). Cinco árvores foram colhidas em cada idade, e seus componentes separados, pesados e analisados quanto ao teor de umidade e ao poder calorífico. Os dados quantitativos e qualitativos foram correlacionados para determinar o potencial de geração de energia elétrica a partir da biomassa florestal. Os plantios de Pinus taeda L. produziram de 30 a 95 t de biomassa florestal/ha, respectivamente, aos 3 e 24 anos de idade. O maior potencial produtivo de biomassa para a geração de energia são o corte raso (24 anos), o primeiro desbaste (14 anos) e a terceira poda (10 anos), respectivamente. O material com melhor qualidade para geração de energia foi o galho, com o menor teor de umidade (54%) e o maior poder calorífico líquido (1.784 kcal/kg), sendo 24, 14 e 10 anos as melhores idades. O sistema de manejo e as práticas silviculturais têm influência, juntamente com a idade, na produção de biomassa por unidade de área. O rendimento energético da biomassa recém-colhida é baixo, necessitando de tratamento prévio para redução do teor de umidade e aumento do poder calorífico líquido.

The objectives of this study were to quantify and qualify the residual biomass produced in commercial plantations of Pinus taeda L. in different ages and management systems, aiming at generating energy in co-generation systems. The ages of the forests were: 3 years (first pruning), 6 years (third pruning), 10 years (third pruning), 12 years (first thinning), 14 years (first thinning), 16 (second thinning) and 24 years (harvesting). Five trees were harvested at each age and their separate components were weighed and analyzed for moisture content and calorific value. Quantitative and qualitative data were correlated to determine the potential for generating electricity from forest biomass. The plantations of Pinus taeda L. produced 30-95 tonnes of forestry biomass/ha, respectively, at 3 and 24 years of age. The highest yield potential of biomass for energy generation are harvesting (24 years), first thinning (14 years) and third pruning (10 years), respectively. The best quality material for power generation was the branch with the lowest moisture content (54%) and higher net calorific value (1784 kcal/kg), and the best ages were 24, 14 and 10 years. The management system and forestry practices have an influence, together with age on biomass production per unit area. The energy performance of newly harvested biomass is low, requiring treatment to reduce the moisture content and increase in net calorific value.

RESUMO A região de Lages, Santa Catarina, tem sua economia baseada na indústria de base florestal, principalmente de transformação primária, que é caracterizada pelo baixo rendimento e grande produção de resíduos, o que causa problemas ambientais, logísticos e financeiros. A utilização destes resíduos em sistemas de cogeração tem sido uma alternativa economicamente rentável, desde o ano de 2005, no local de estudo. O objetivo deste trabalho foi realizar um mapeamento da frequência de uso e disponibilidade dos resíduos de biomassa florestal utilizados na operação de uma planta de cogeração, entre 2005 e 2009, em Lages, Santa Catarina, bem como avaliar a qualidade energética deste combustível. Foram utilizados os dados do controle de qualidade mensal das propriedades energéticas da biomassa usada na geração de energia, no período de 2005 a 2009. Os resíduos foram caracterizados segundo a frequência de análises de cada tipo de biomassa e em função do teor de umidade, teor de cinza, poder calorífico superior e líquido, para a caracterização energética. O resíduo com maior disponibilidade foi a casca de Pinus, porém, os mais eficientes energeticamente foram o cavaco com casca de Pinus e a mistura de todos os resíduos usados nos sistemas de geração de energia.

ABSTRACT In the region of Lages, in Santa Catarina state, the economy is based on the forest industry, especially for primary processing, and this is characterized by low yields and high production of waste, constituting environmental problems, logistical and financial support. The use of biomass in co-generation systems has been an economically profitable, since the year 2005, the place of study. In this context, the aims of this study were to map the frequency of use and the availability of wood waste used for co-generating of energy in Lages, Santa Catarina, and to evaluate the energetic properties. The sample data and the results of the energetic properties of biomass samples used in a co-generating energy in the period 2005 to 2008. The residues were characterized in terms of moisture content, ash content, gross calorific value and net calorific value. The results showed that the most available residue is the pine bark, although the most energetically efficient ones were the chip with pine-bark and the mixture of all waste systems used in generating power.

O crescente uso da biomassa florestal para a geração de energia leva empresas do setor de base florestal a preocuparem-se com a inclusão desta opção no uso múltiplo das florestas. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi verificar a influência da idade de árvores de Pinus taeda nas propriedades energéticas de seus componentes, e a relação existente entre o teor de umidade do material queimado e seu potencial de geração de energia útil para um sistema energético, de modo a determinar a idade ideal para se intervir nos plantios, otimizando o uso de todos os componentes das árvores, sem o esgotamento do solo. Foram realizadas análises energéticas nas folhas, galhos, copa e casca de Pinus taeda com 10, 12, 14 e 24 anos em delineamento experimental completamente casualizado sob esquema fatorial. Os resultados demonstraram que todas as idades podem ser utilizadas para fins de geração de energia. Houve correlação negativa significativa entre poder calorífico líquido e teor de umidade, possibilitando o ajuste de equação para a determinação do poder calorífico líquido em função do teor de umidade dos componentes avaliados nas diferentes idades.

The increasing use of forest biomass for energy generation leads companies to the forestry industry to be concerned with the inclusion of energy generation in the multiple use of forests. In this sense, the objective was to determine the influence of old trees of Pinus taeda in the energetic properties of its components, and the relationship between the moisture content of burned material and its potential for generating useful energy for a system of energy, order to determine the ideal age to intervene plantations, optimizing the use of all components of the trees without soil exhaustion. Energy analysis were performed on leaves, twigs, bark and canopy of Pinus taeda with 10, 12, 14 and 24 years in a completely randomized design in factorial arrangement. The results showed that the age of 24 years achieved the best values of moisture content, ash content and net calorific value, being the one that has better energy efficiency. A significant negative correlation between net calorific value and moisture content, allowing the adjustment equation for the determination of net calorific value depending on the moisture content of the components evaluated at different ages.