RESUMO Na presente pesquisa, objetivou-se avaliar os rendimentos gravimétricos da carbonização e as características qualitativas do carvão vegetal de clones de híbridos obtidos dos cruzamentos de espécies de Corymbia, e identificar os mais adequados para uso siderúrgico. Seis clones, aos 6 anos e 5 meses de idade, foram utilizados na pesquisa e amostradas cinco árvores de cada material genético. As carbonizações laboratoriais foram realizadas à temperatura final de 450°C, taxa de aquecimento de 100°C.h-1 e tempo de residência de 30 minutos. Os rendimentos gravimétricos da carbonização foram determinados em relação à madeira seca. O carvão produzido foi qualificado, considerando-se a análise química imediata, poder calorífico superior, densidade energética, consumo específico de madeira e a eficiência energética. Na avaliação do experimento, foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado com cinco repetições (árvores). A análise multivariada de componentes principais foi empregada para obter a variância dos vetores normalizados, considerando as características avaliadas nos carvões. Os resultados obtidos indicaram o elevado potencial para a utilização dos materiais genéticos de Corymbia, para fins energéticos, sobretudo para a produção de carvão vegetal siderúrgico. O clone 1 foi o destaque para a produção de carvão vegetal e lenha, pois apresenta maiores densidades aparentes e energéticas, maior teor e rendimento em carbono fixo, além de possuir menor consumo específico de madeira por tonelada de carvão vegetal produzido. Os clones 2 e 4 foram os que mais se distinguiram dos demais, respectivamente, em decorrência de seu maior teor de cinzas e por apresentar maior consumo específico de madeira na produção de carvão. O uso de clones híbridos de Corymbia, para a produção de carvão vegetal, pode ser uma boa alternativa, em razão de seu rápido crescimento e qualidades semelhantes de madeira e carvão vegetal a outras espécies que já são usadas para a finalidade energética.

ABSTRACT This research aimed to evaluate the carbonization gravimetric yields and qualitative characteristics of the charcoal of hybrid clones obtained from the crossings of Corymbia species and to identify the most suitable for the steel industry. We used six clones, at six years and five months of age, sampling five trees of each genetic material. The laboratory carbonizations consisted of a final temperature of 450°C, a heating rate of 100°C.h-1, and a residence time of 30 minutes. We determined the carbonization gravimetric yields when compared to dry wood. The charcoal produced was qualified considering the proximate chemical analysis, superior calorific value, energy density, specific wood consumption, and energy efficiency. We organized the experiment in a completely randomized design with five replicates (trees). The multivariate principal component analysis determined the variance of the normalized vectors, considering the charcoal characteristics evaluated. The results indicated a high potential for the use of Corymbia genetic materials for energy purposes, especially for producing charcoal for the steel industry. Clone 1 was prominent for producing charcoal and firewood, given its higher apparent and energetic densities, fixed carbon content and yield, and lower specific wood consumption per ton of charcoal produced. Clones 2 and 4 most distinguished themselves from the others due to higher ash content and higher specific wood consumption, respectively. The use of Corymbia hybrid clones for producing charcoal may be a good alternative due to its rapid growth and wood and charcoal characteristics similar to those of other species that are already used for energy purposes.

RESUMO A crescente demanda por energia impulsiona novas frentes de pesquisas na busca por fontes que sejam economicamente viáveis e sustentáveis do ponto de vista ambiental. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi caracterizar um lote de resíduos de madeira de origem urbana visando uso energético. Foram avaliados seis diferentes tipos de resíduos: madeira maciça, compensado, aglomerado, MDF, OSB e chapa. Os resíduos foram coletados em uma estação de reciclagem no município de Piracicaba - SP e foram levados ao laboratório para realização das análises físicas, químicas e termogravimétricas. O experimento foi conduzido sob um delineamento inteiramente casualizado com três repetições por tratamento (resíduos). Para análise dos dados foi realizada a análise de variância (ANOVA) e aplicado o teste de Tukey para comparações múltiplas das médias. De maneira geral, não foram observadas grandes diferenças entre os resultados dos resíduos de madeira maciça e os resíduos de painéis de madeira. Os resíduos analisados apresentam potencial para uso energético. Recomenda-se novos estudos para verificar a influência das resinas e dos diferentes revestimentos de painéis no seu processo de degradação térmica.

ABSTRACT The increasing demand for energy propels new areas of research in the search for sources that are economically viable and sustainable from an environmental point of view. In this sense, the objective of this study was to characterize a batch from urban wood waste aimed at energy use. We evaluate six different types of waste: solid wood, plywood, chipboard, MDF, OSB, and veneer. The residues were collected in a recycling plant in Piracicaba - SP and were taken to the laboratory to carry out the physical, chemical and thermogravimetric analyses. The experiment was conducted in a completely randomized design with three replicates per treatment (waste). Data analysis was performed by analysis of variance (ANOVA) and the Tukey test applied for multiple comparisons of means. Overall, there were no major differences between the results of solid wood residues and waste panels. Waste analyzed showed potential for energy use. It is recommended further studies to investigate the influence of different panels resins and coatings in its thermal degradation process.

RESUMO O Brasil é o maior produtor de carvão vegetal, sendo que Minas Gerais se destaca como o estado com maior produção desse produto. As propriedades da madeira influenciam a qualidade do carvão vegetal, sendo importante conhecê-las, sabendo-se que essas propriedades sofrem variação com a idade da árvore. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo determinar as correlações existentes entre idade, as propriedades da madeira e as propriedades do carvão vegetal. Foram avaliados três clones de Eucalyptus sp., em quatro idades, aos 3, 4, 5 e 7 anos, sendo provenientes da Gerdau S/A. De cada árvore foram retirados cinco discos (0%, 25%, 50%, 75%, 100% da altura comercial do tronco), e foram determinadas a relação cerne/alburno, densidade básica, composição química da madeira, poder calorífico superior da madeira e do carvão vegetal, rendimentos gravimétricos, densidade relativa aparente e análise química imediata do carvão vegetal, além dos gases condensáveis e não condensáveis. Foram realizadas correlações entre a idade, propriedades da madeira e do carvão vegetal. Observou-se correlação negativa entre a idade da madeira e o teor de cinzas do carvão vegetal, independentemente do clone avaliados; correlação positiva entre a densidade básica da madeira e a densidade aparente do carvão; correlação positiva entre o teor de lignina da madeira e a densidade aparente do carvão. A relação siringil/guaiacil, que determina a quantidade de cada tipo de lignina presente na madeira, apresentou correlação negativa com o rendimento gravimétrico em carvão vegetal. Dessa forma, pode-se concluir que a idade da árvore influenciou as propriedades da madeira, independente do clone; a idade do material genético não influenciou o rendimento gravimétrico em carvão vegetal; o clone GG 680 apresentou o maior potencial para a produção de carvão, considerando-se somente as propriedades da madeira.

ABSTRACT Brazil is world's greater producer of charcoal, and the Brazilian state Minas Gerais presents the greater production of said product. The wood proprieties influence the charcoal quality, making important to know them, it is known that these proprieties vary according to the age of the tree. With that being said, this research aimed to determine the correlations existing between age, the proprieties of the wood and charcoal proprieties. Three Eucalyptus sp. clones from Gerdau S/A were evaluated, at four ages, 3, 4, 5 and 7. From each tree, five discs were removed (0%, 25%, 50%, 75% and 100% corresponding to the commercial height of the trunk). We determined the core/sapwood relationship, basic density, chemical composition of the wood, the calorific value of the wood and of the charcoal, the gravimetric yields, apparent relative density and charcoal chemical analysis, in addition to the analysis of the condensable and non-condensable gases. Correlations between age, proprieties of the wood and charcoal were performed. It was observed a negative correlation between the age of the wood and charcoal ashes content, regardless the clones evaluated. A positive correlation between the basic density of the wood and the apparent density of the coal and a positive correlation between the lignin of wood content and the coal apparent density were observed, as well. The siringil/guaiacil relation, which determines the quantity of each type of lignin existent on the wood, presented a negative correlation with the gravimetric yields in charcoal. Therefore, it is concluded that the age of the tree influenced the proprieties of the wood, regardless the clone; the age of the genetic material did not influence the gravimetric yield in charcoal; the GG 680 clone presented greater potential to produce charcoal, considering only the proprieties of the wood.

O uso da biomassa tem sido reconhecido como uma energia potencial renovável e um substituto alternativo que contribua para a redução do consumo de combustíveis fósseis. Portanto, objetivou-se analisar o comportamento térmico de briquetes de resíduos do processamento dos grãos de café, em diferentes formas: in natura, torrificados e carbonizados. Utilizou-se a serragem de Eucalyptus como parâmetro de comparação. Os briquetes foram carbonizados considerando a temperatura final de 450° C (mantida por 30 min). A torrefação dos briquetes foi realizada em uma mufla em duas taxas de aquecimento até 250° C (mantida por 60 min). Realizou-se a análise termogravimétrica em atmosfera de nitrogênio até a temperatura de 600° C. Determinaram-se os teores de carbono fixo e materiais voláteis dos combustíveis. O briquete carbonizado dos resíduos do processamento dos grãos de café apresentou a maior estabilidade e baixa decomposição térmica. Observou-se baixa influência da taxa de aquecimento de torrefação nas propriedades térmicas dos briquetes e nos teores de carbono fixo e materiais voláteis. Quanto às biomassas in natura observou-se menor perda de massa total para os resíduos do processamento dos grãos de café em comparação a serragem de eucalipto. Os briquetes carbonizados e torrificados apresentaram caráter mais hidrofóbico em relação ao briquete in natura.

The use of biomass has been recognized as a potential renewable energy and an alternative substitute that contributes to the decrease of fossil fuels consumption. Therefore, this research aimed to analyze the thermal behavior of briquettes made of residues from coffee grain processing in different conditions: in natura, torrefied and carbonized. Eucalyptus sawdust was used for comparison. The briquettes were carbonized considering final temperature of 450° C (kept for 30 min). The briquettes torrefaction was performed in an electric oven (muffle) using two heating rates until 250° C (kept 60 min). The thermal-gravimetric analysis was made in nitrogen atmosphere until the temperature of 600° C. The contents of fixed carbon and volatile matter of the fuels were determined. The carbonized briquette of residues from coffee grain processing presented higher stability and low thermal decomposition. It was observed a low influence of torrefaction heating rate under thermal properties of briquettes, and fixed carbon and volatile matter content. Regarding the raw biomass, lower total mass loss was observed for the residues from coffee grain processing when compared to Eucalyptus sawdust. The carbonized and torrefied briquettes presented higher hydrophobicity than raw briquettes.

O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito do local e do espaçamento de plantio na produção e na qualidade do carvão vegetal de um clone de Eucalyptus urophylla. Amostraram-se cinco discos ao longo do fuste das árvores do clone 3336. As carbonizações foram realizadas em uma mufla com temperatura final de 450 ºC. Foram avaliados os rendimentos da carbonização, a análise química imediata, a densidade básica da madeira, a densidade relativa aparente e o poder calorífico superior do carvão vegetal. Utilizou-se um delineamento inteiramente casualizado disposto em um esquema fatorial 2 × 2, considerando-se como níveis dos fatores os diferentes locais (Curvelo e Itacambira) e os espaçamentos de plantio (3 × 3 m e 3 × 4 m). Observou-se dependência entre local e espaçamento apenas para o teor de cinzas. A densidade básica da madeira foi influenciada pelo espaçamento e pelo local. Observou-se influência do local apenas para o teor carbono fixo e os rendimentos gravimétricos em carvão vegetal e carbono fixo. O espaçamento de plantio não afetou significativamente a qualidade e a produção do carvão vegetal avaliado.

This work aimed to evaluate the effect of local and planting spacing on the production and quality of Eucalyptus urophylla charcoal. Five disks along the trunk of trees from clone 3336 were sampled. Carbonization was performed in muffle furnace with 450 ºC final temperature. The gravimetric yields in carbonization, proximate chemical analysis, wood basic density, apparent relative density, and higher heating value of charcoal were evaluated. An entirely randomized design disposed in a 2 × 2 factorial scheme was adopted, considering the different locations (Curvelo and Itacambira) as factorial levels and (3 × 3 m and 3 × 4 m) planting spacing. Dependency between local and spacing was only observed for ash content. The basic density of the wood was influenced by the spacing and local. Influence of local was only observed for fixed carbon content and gravimetric yields in charcoal and fixed carbon. The planting spacing did not affect the quality and production of the charcoal evaluated.