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REVISTA DA MADEIRA - EDIÇÃO N°98 - AGOSTO DE 2006

Pesquisa

Mltiplos usos da pupunheira na Amaznia

A pupunheira (Bactris gasipaes Kunth) foi motivo de uma pesquisa integrada, envolvendo diferentes coordenaes de pesquisas do INPA (Instituto Nacional de Pesquisas da Amaznia), visando conhecer os seus aspectos agronmicos, as caractersticas fsicas, qumicas, organolpticas e nutricionais do seu palmito e fruto, bem como, a caracterizao do seu fuste via ensaios fsicomecnicos, para avali-lo como material de construo de utenslios slidos e tambm por meio da converso qumica (pirlise) para conhecer o rendimento dos produtos destilados e a qualidade do resduo slido (carvo).

Coube ao Laboratrio de Celulose e Carvo Vegetal/CPPF/INPA realizar o estudo da pirlise do fuste desta palmeira, assim como avaliar a qualidade do seu carvo.

Esta espcie foi selecionada pela grande ocorrncia na Amaznia, pelo seu oferecimento de mltiplos usos, e, a maioria, baseada em conhecimento emprico. A pupunheira uma planta alta com o tronco armado de espinhos, frutos amarelos ovais ou arredondados com o mesocarpo carnoso ou amilceo, comestveis depois de cozido, de gosto agradvel e nutritivo. A madeira aproveitada para a confeco de bengala e os indgenas a usam na preparao de arcos e ponta de flexa. Um leo comestvel fornecido pelas amndoas. Esta espcie vem sendo implantada com boa adaptao nas mais diversas condies climticas.

O material foi constitudo do fuste de pupunheiras, recolhido na rea de plantios experimentais do INPA.

A pirlise processou-se em uma retorta composta de um forno constitudo em tijolo refratrio aquecido eletricamente; um cadinho de ferro com capacidade de 47 litros que introduzido no corpo do forno; um condensador de ao inoxidvel, em forma de cilindro, ligado a um forno, contendo no seu interior serpentina de refrigerao a gua; tubo para fluxo e queima de gases; e balo de vidro para o recolhimento de produtos condensveis. Toretes de fuste da pupunheira de aproximadamente 55cm x 17cm foram introduzidos no cadinho e em seguida carregado na retorta para a extrao da pirlise. De cada torete, antes do carregamento, foram retiradas as amostras para a determinao da umidade.

As pirlises foram programadas para serem concludas a uma temperatura de 5000C, quando o forno foi desligado e com um tempo mximo de durao de 75 minutos. Foram realizadas 10 repeties.

Finalizado a pirlise, resfriado o cadinho e o balo de vidro contendo o destilado, recolheu-se o resduo slido (carvo) e o destilado (gua, cido pirolenhoso e alcatro). O alcatro foi separado do cido pirolenhoso por decantao. O carvo, alcatro e cido pirolenhoso foram pesados e calculou-se o seu rendimento em percentagem tendo como forma de clculo a base seca. O rendimento em gua foi calculado em funo do teor de umidade do torete da pupunheira pirolisada. O rendimento em gs foi calculado por diferena.

As anlises qumicas do fuste da pupunheira foram realizadas para compar-las com as das madeiras utilizadas na avaliao da qualidade de material lenhoso, exigido pela indstria de celulose. Obedeceram s normas da ABTCP e TAPPI, na seguinte forma: Solubilidade da madeira em gua; Solubilidade da madeira em hidrxido de sdio a 1%; Solubilidade da madeira em lcool benzeno, M6/68; Determinao da celulose na madeira (mtodo Kurschner e Hoffer); Lignina na madeira, M 14/70; Pentosanas na madeira e polpa, T 223/Om-84; Cinzas na madeira, polpa, papel e papelo a 5250C-T-211/Om-93.

A metodologia utilizada para se obter a qualidade dos carves, refere-se tambm aos segmentos e aplicao das Normas da ABNT: Amostragem e preparao de amostras; Determinao da densidade relativa aparente, relativa verdadeira e porosidade; Anlise imediata; Tamboramento.

O poder calorfico superior foi calculado pelo mtodo do Goutal a partir dos resultados da anlise imediata.

Anlises qumicas do fuste da pupunheira

FUSTE %

Solubilidade em gua quente 7,13

Solubilidade em lcool+benzeno 4,34

Solubilidade em NaOH-1% 22,38

Celulose bruta 45,33

Celulose corrigida 39,37

Cinzas 0,70

Pentosanas 18,00

Lignina 22,18

Rendimento mdio da pirlise do fuste da pupunheira

FUSTE %

gua 29,28

Alcatro 6,41

cido pirolenhoso 28,22

Carvo 23,74

Gs 12,35

TOTAL 100

Resultados das anlises fsicas e qumicas dos carves do fuste da pupunheira.

Anlises qumica das madeiras que foram destiladas

Resultado dos rendimentos das pirlises das madeiras, conjunto de 10 repeties.

Anlises fsicas e qumicas dos carves da pirlise de trs espcies de madeiras da Amaznia.

A composio qumica da matria prima lenhosa condicionante para o rendimento em carvo. Um material lenhoso rico em lignina e em produtos extrativos (cera, graxa e tanino) render mais carvo do que outro material rico em carboidratos (celulose e pentosanas). O inverso, taxas maiores de carboidratos, proporcionar, freqentemente, um volume mais elevado de destilado. Nota-se, comparando os resultados das anlises da madeira com o do fuste da pupunheira, que em termos de extrativos, isto , as solubilidades em gua quente, lcool-benzeno e soda a 1%, os resultados para o fuste da pupunheira foram substancialmente, superiores ao da madeira. Os teores em carboidratos na madeira foram superiores ao do fuste da pupunheira. Entretanto, a diferena no foi exorbitante. Em termos de quantidade de lignina, o valor da madeira foi bem superior ao do fuste da pupunheira. Em contrapartida, o teor de cinza do fuste da pupunheira foi marcadamente superior ao da madeira.

Comparando o rendimento da pirlise da madeira com a do fuste da pupunheira, notou-se um rendimento superior em carvo e gs para a pirlise da madeira. Enquanto que, a pirlise do fuste da pupunheira apresentou uma superioridade de rendimento em gua, cido pirolenhoso e alcatro. O rendimento maior em gua, na pirlise do fuste da pupunheira, foi, naturalmente, devido o tecido esponjoso, propcio a reteno de umidade, e que faz parte da composio anatmica daquele material.

Segundo a FAO, a especificao para o teor de umidade de um carvo, usualmente, limita-se entre 5%-15% do peso bruto. Considera tambm que o teor de umidade superior a este limite um adulterante ao carvo vegetal porque mascara o peso, fragmenta o carvo, produz finos nos fornos siderrgicos tornando-se indesejveis a produo de ferro-gusa. Comparando os dados dos teores de umidade do carvo da madeira com a do carvo da pupunheira, verifica-se que o teor de umidade do carvo da pupunheira foi quase o dobro, em termos mdios, ao do carvo oriundo da madeira. Isto corroborado pela porosidade do carvo da pupunheira que, tambm foi superior ao carvo proveniente da madeira. Sendo, portanto, observado o corolrio: Material mais poroso maior absorvedor de umidade.

A densidade aparente no carvo vegetal muito importante porque determina, entre outras coisas, o volume ocupado pelo redutor no aparelho de reduo. A densidade aparente tem o conceito de gravidade especfica, isto , o volume dividido pelo peso. A densidade verdadeira a medida da densidade das substncias qumicas que compem o carvo vegetal, ou seja, a densidade aparente, descontando-se o volume da porosidade interna. Sublinha o autor que as medies de densidades so importantes, na caracterizao da qualidade do carvo vegetal porque, as outras suas propriedades estariam relacionadas com elas. Aplicando-se estes conceitos aos resultados obtidos, nota-se que as densidades aparentes tanto do carvo da madeira como da pupunheira se eqivalem. Neste particular, infere-se que eles podem ser utilizados em vasos redutores sem maiores conseqncias.

O carvo vegetal um material frivel. Com o seu manuseio gera bastante finos, que nas regies produtoras estimado entre 25% a 30%. Para avaliar a propenso de um carvo gerar finos, utiliza-se o teste de tamboramento, que procura inferir a resistncia que o carvo tem a abraso e a queda. Este ensaio informa o ndice de friabilidade e a geraes de finos. A norma aconselha tomar como granulometria para o teste de queda e abraso peneiras granulomtricas com malhas de 12 mm. Assim, a avaliao feita em termos percentuais de materiais que foram retidos ou que ultrapassaram a malha. Tomando em considerao estas observaes, os carves oriundos da pupunheira so mais friveis e geram mais finos do que o carvo de madeira. Isto desqualifica, de certa forma, o carvo da pupunheira.

O poder calorfico do carvo da madeira superior ao carvo proveniente do fuste da pupunheira. O contedo em carbono fixo de um carvo um constituinte muito importante na metalurgia, associado a outras propriedades do carvo. Contrapondo-se este conceito aos resultados dos carves oriundos da madeira como da pupunheira, verifica-se que, neste parmetro, o carvo da madeira nitidamente superior ao da pupunheira.

O teor de cinza de um carvo no tem importncia significativa na indstria siderrgica. Entretanto, um inconveniente quando este energtico utilizado em gaseificadores, caldeiras ou como combustvel domstico devido sempre crescente taxa de slica que se deposita nos tubos e nos receptculos de cinzas, muitas vezes causando incrustaes. O contedo de cinza de um carvo varia desde 0,5% a mais do que 5%, dependendo da espcie da madeira, da quantidade de casca inclusa na carbonizao, da terra, areia e outros contaminantes. Com este enfoque e comparando os resultados do carvo da pupunheira com o da madeira, o carvo da pupunheira apresenta teor de cinza superior. O que um gravame para sua utilizao em gaseificadores, caldeira ou como combustvel domstico.

O teor de materiais volteis tem dois enfoques significativos na utilizao do carvo. Quando ele apresenta um teor de materiais volteis elevado facilita a ignio e queima com bastante fumaa. Esta caracterstica torna-se desvantajosa quando ele utilizado como combustvel domstico em churrasco, assados, grelhados e defumados. Por outro lado, segundo o mesmo autor, o carvo com maiores teores de materiais volteis, menos frivel do que aquele com maiores teores (menos finos durante o transporte e o manuseio).O carvo da pupunheira apresentou valor inferior ao carvo da madeira.

O desenvolvimento desta pesquisa, bem como as discusses dos resultados, permitem inferir as seguintes concluses:

- O fuste da pupunheira apresentou substncias solveis em gua quente, lcool-benzeno e soda a 1%, maiores do que o da madeira;

- Os teores de carboidratos da madeira, Celulose (exceto celulose bruta da jacareba) e Pentosanas, foram superior ao do fuste da pupunheira;

- O valor percentual de lignina na madeira foi superior ao do fuste da pupunheira;

- O teor de cinza do fuste da pupunheira foi superior ao da madeira;

- O rendimento em carvo e gs da pirlise da madeira foi superior ao do fuste da pupunheira;

- O rendimento em gua, cido pirolenhoso da pirlise do fuste da pupunheira foi superior ao da pirlise da madeira;

- O teor de umidade do carvo e a porosidade do carvo do fuste da pupunheira foram superiores ao teor do da madeira;

- As densidades aparente e verdadeira dos carves oriundos das madeiras e da pupunheira se equivaleram;

- O carvo proveniente do fuste da pupunheira foi mais frivel e gerou mais fino do que o carvo da madeira;

- O poder calorfico do carvo da madeira foi superior ao do fuste da pupunheira;

- O teor de carbono fixo do carvo da madeira foi nitidamente superior ao da pupunheira;

- O carvo do fuste da pupunheira apresentou maior teor de cinzas e menor teor de materiais volteis do que o carvo da madeira;

- O teor de materiais volteis do carvo do fuste da pupunheira foi inferior ao da madeira;

- As anlises e as concluses referentes qualidade dos carves permitem afirmar que o carvo do fuste da pupunheira inferior ao da madeira.

Antnio de Azevdo Corra 1Pesquisador do Laboratrio de Celulose e Carvo Vegetal, Coordenao de Pesquisas em Produtos Florestais do INPA- Manaus (Am), e-mail: aazevedo@inpa.gov.br

Paulo Roberto Guedes Moura Tecnlogo em Indstria da Madeira do Laboratrio de Celulose e Carvo Vegetal, Coordenao de Pesquisas em Produtos Florestais do INPA - Manaus (Am), e-mail: pmoura@inpa.gov.br

Marcela Amazonas Cavalcanti Tecnologista Pleno do do Laboratrio de Celulose e Carvo Vegetal, Coordenao de Pesquisas em Produtos Florestais do INPA - Manaus (Am), e-mail: mac@inpa.gov.br.