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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2012.tde-29102012-105821
Documento
Autor
Nome completo
Guilherme de Andrade Lopes
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2012
Orientador
Banca examinadora
Garcia, Jose Nivaldo (Presidente)
Nolasco, Adriana Maria
Pincelli, Ana Lúcia Piedade Sodero Martins
Romanelli, Thiago Liborio
Yamaji, Fábio Minoru
Título em português
Uso energético de resíduos madeireiros em um pólo de produção de cerâmicas vermelhas do Estado de São Paulo
Palavras-chave em português
Biomassa
Cerâmica
Energia
Madeira
Resíduos madeireiros
Resumo em português
O uso da biomassa florestal é uma importante alternativa de fonte energética renovável, econômica, técnica e ambientalmente viável, disputando espaço com outras fontes energéticas, mais caras ou não renováveis, tais como gás natural, eletricidade, óleo diesel e GLP. Dentro do setor industrial, maior consumidor de energia a partir de biomassa, destaca-se o segmento de cerâmicas vermelhas, tradicional consumidor de lenha para a produção de energia. Uma considerável parcela de empresas deste setor recentemente passou a utilizar, como alternativa de energia, cavacos, produzidos a partir de resíduos madeireiros diversos. A opção por esse tipo de biomassa se deve a quatro principais razões: maior disponibilidade desse material para aquisição no mercado; envolver um importante aspecto ambiental, uma vez que se trata de um material reciclado; por proporcionar uma maior homogeneidade durante a combustão, quando comparado com a lenha; e possibilita a automação da alimentação dos fornos. Esse material, no entanto, possui alta heterogeneidade quanto à sua composição o que influencia na maioria das suas propriedades. Os cavacos amostrados nas cerâmicas foram classificados e agrupados por similaridade, sendo encontrados 10 diferentes tipos, cuja composição poderia conter materiais sólidos decorrentes do processamento de toras de pinus e eucalipto em serrarias, resíduos madeireiros oriundos da reciclagem de materiais diversos em centros urbanos, resíduos de marcenarias e outros compostos de misturas dos demais. As análises laboratoriais mais completas permitiram a classificação dos materiais por grupos mais afins: Grupo A: contendo materiais dos tipos 1, 3, 5, 6 e 7 compostos por partículas maiores e com pouca serragem. Esse grupo foi o que apresentou maior umidade, maior densidade a granel, menor poder calorífico e menor teor de cinzas; Grupo B: contendo materiais dos tipos 9 e 10, que continham mais partículas menores e principalmente serragem, apresentando menor umidade, menor densidade a granel, maior poder calorífico e maior teor de cinzas; Grupo C, concentrando os tipos 2, 4 e 8, que possuíam uma mistura mais proporcional entre partículas maiores e menores, apresentando resultados intermediários entre os Grupos A e B para as variáveis analisadas. As classificações obtidas abrem possibilidades para a proposição de critérios para a melhoria de aspectos ligados à aquisição e utilização dos resíduos madeireiros pelo setor. No mérito dos resultados específicos dos materiais, os tipos 1 e 6 foram os que ocorreram com maior frequência, estando presentes na maioria das amostras, além de ocorrerem na grande maioria das cerâmicas amostradas e ao longo de todo o período da amostragem. O cavaco do tipo 1, composto basicamente por resíduos de serraria de pinus, foi o mais frequente e considerado preferido pelo setor de cerâmica. Tal aspecto deve ser ponderado frente à tendência de escassez desse produto, dada a tendência de diminuição dos plantios da espécie no país. A densidade a granel teve correlação diretamente proporcional com a umidade, consequência dessa avaliação ter sido realizada com o material em seu estado "in natura". Tal aspecto é relevante, pelo fato da comercialização de cavacos para energia ser realizada com base em volume.
Título em inglês
Energetic use of wood waste in one center for the production of red ceramics in São Paulo State
Palavras-chave em inglês
Biomass
Ceramics
Energy
Wood
Resumo em inglês
The use of forest biomass is an important alternative of renewable energy source, economic, technical and environmentally viable, fighting for space with other energy sources, more expensive or non-renewable, such as natural gas, electricity, diesel and LPG. Within the industrial sector, biggest consumer of biomass energy, the segment of red ceramics represents a traditional consumer of wood for the production of energy. A considerable number of companies in this sector has recently started to use, as alternative for energy production, chips made from several different wood wastes. The choice for such biomass alternative is due to four main reasons: high availability of material on the market; positive environmental advantage since it is a recycled material; higher uniformity during combustion, compared with firewood; and the possibility of implementation of automatic processing for furnace feeding. This material, however, has high heterogeneity in its composition which affects the majority of its properties. The chips were sampled in ceramics, sorted and grouped by similarity resulting in 10 different types, whose composition could contain solid materials from sawmill processing of pine and eucalyptus logs, wood waste from the recycling of various materials in urban centers, joinery waste and other compounds mixing the other materials. Laboratory analysis enabled a more complete classification of the materials by similar groups: Group A materials containing types 1, 3, 5, 6 and 7 consists of larger particles and low sawdust. This group showed higher humidity, higher bulk density, lower calorific value and lower ash content; Group B, containing materials of the type 9 and 10, which contained a higher quantity of small particles and mostly sawdust, with lower humidity, lower bulk density, higher calorific value and higher ash content; Group C, focusing on the types 2, 4 and 8, which had a more proportionate mix of larger and smaller particles presenting intermediate results between Groups A and B for the variables analyzed. The obtained ratings open up possibilities for the proposal of criteria for the improvement of the acquisition and use of wood waste by the sector. When considered the specific results of each material, types 1 and 6 were the most frequent, being present in most samples, occurring in the majority of the sampled ceramics and throughout the full period of sampling. The chip type 1, composed primarily of pine sawmill residues, was considered the most frequent and preferred by the ceramic industry. This aspect should be weighed against the trend of scarcity of the product, given the downward trend in the plantations of the tree species in the country. The bulk density had direct correlation with moisture, a result of the fact that this evaluation was carried out with material in its "in natura" state. This aspect is relevant, because the marketing chips for energy is carried out based on volume.
 
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Data de Publicação
2012-11-07
 
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