Relatório de estágio Juliana Ceccato Ferreira

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA

CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS

COORDENAÇÃO DE ESTÁGIO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA FLORESTAL

PROFESSOR ORIENTADOR: MARTHA ANDREIA BRAND

ESTAGIÁRIO(A): JULIANA CECCATO FERREIRA

QUANTIFICAÇÃO DA BIOMASSA FLORESTAL E

QUALIDADE DA MADEIRA EM POVOAMENTOS DE Pinus

taeda L. e Pinus elliottii Engelm. DA MODO BATTISTELLA

REFLORESTAMENTO S/A – MOBASA

RELATÓRIO DE ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO SUPERVISIONADO

Lages – SC

2010/02

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JULIANA CECCATO FERREIRA

QUANTIFICAÇÃO DA BIOMASSA FLORESTAL E QUALIDADE DA MADEIRA

EM POVOAMENTOS DE Pinus taeda L. e Pinus elliottii Engelm. DA MODO

BATTISTELLA REFLORESTAMENTO S/A – MOBASA

Relatório final de Estágio Curricular

Supervisionado apresentado ao Centro de Ciências

Agroveterinárias, da Universidade do Estado de

Santa Catarina – CAV/UDESC, como requisito

para obtenção de Titulo de Engenheiro Florestal

Orientador (a): Prof. Martha Andreia Brand

Lages – SC

2010/02

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FOLHA DE APROVAÇÃO

"Relatório aprovado como requisito de complementação curricular para graduação em

Engenharia Florestal, da Universidade do Estado de Santa Catarina do Centro de Ciências

Agroveterinárias."

Banca Examinadora:

Orientador (a): ____________________________________________________

Titulação Dr, Msc... MARTHA ANDREIA BRAND

Professor(a) do Depto de Engenharia Florestal do Curso de Engenharia Florestal

do Centro de Ciências Agroveterinárias – CAV/UDESC

Avaliador (a): _____________________________________________________

Titulação Dr, Msc...GEEDRE ADRIANO BORSOI



Avaliador (a): _____________________________________________________

Titulação Msc...ALEXANDRE FERREIRA DE MACEDO



Lages, ____ /_____/_______ .

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AGRADECIMENTOS

À Deus, pelo dom da vida, pelo dom do amor e pela sabedoria a mim concedida,

iluminando os meus caminhos e permitindo a concretização deste sonho.

À Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC) pelo ensino gratuito e de

qualidade, em especial a todos os professores e funcionários do Centro de Ciências

Agroveterinárias (CAV).

À professora e orientadora Dra. Martha Andreia Brand, pelas horas de ensinamento,

dedicação, conselhos e paciência, que enriqueceram meu caráter profissional e ampliaram

minha visão quanto à importância das florestas para o homem.

À empresa Modo Battistella Reflorestamento S.A., na pessoa do Engenheiro Florestal

Alexandre Battistella, pela oportunidade de realizar o estágio.

Aos senhores Luiz Adilson da Cruz e Alexandre Battistella, pela supervisão que

contribuiu em muito na conclusão do estágio.

Ao senhor Lindon Tureck e Cleverson Roberto Prepichini, pelo acompanhamento nas

atividades do estágio, bem como pelo conhecimento repassado.

Aos demais funcionários da empresa que, de alguma forma, interferiram em minha

vida, durante os trabalhos de campo, nas rodas de chimarrão e atividades que me interaram ao

grupo.

Aos meus familiares, em especial aos meus pais, Olinto Ferreira e Lucimar Ceccato

Ferreira, pelo amor incontestável, dedicação, apoio e pela oportunidade que me

proporcionaram de buscar sempre a melhor formação pessoal e acadêmica.

A minha irmã, Camila Ceccato Ferreira, pela sinceridade, amizade e confiança.

As minhas amigas Thielly Schmidt Furtado, Heloise Lebkuchen e Isabela de Almeida

Kirschner, pelas horas de estudos, conselhos e que ao longo da faculdade proporcionaram

momentos inesquecíveis, além de perpetuar o Quarteto Fantástico.

As minhas amigas, Késia Silva Lourenço e Maria Karine Guasselli de Souza, pelo

inestimável carinho e amizade, provando que a amizade resiste ao tempo e à distância.

Aos meus colegas de turma e pessoas, que de alguma forma contribuíram para a

melhoria do meu caráter pessoal e profissional.

Não posso citar todos os nomes, mas saibam que a lembrança dos momentos vividos e

compartilhados ficarão guardados para sempre em minha memória.

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SUMÁRIO

LISTA DE TABELAS..............................................................................................................7

LISTA DE FIGURAS...............................................................................................................9

1 INTRODUÇÃO..................................................................................................................10

2 APRESENTAÇÃO DA EMPRESA.................................................................................12

2.1 Histórico........................................................................................................................12

2.2 Caracterização do setor Battistella Florestas............................................................12

2.3 Descrição dos povoamentos.........................................................................................14

2.3.1 Métodos silviculturais............................................................................................14

2.3.2 Desbaste e corte raso..............................................................................................15

2.3.2.1 Intensidade e período de intervenção.....................................................................15

2.3.2.2 Caracterização do sistema de desbaste e corte raso...............................................16

2.3.2.3 Produção de cavacos..............................................................................................16

2.3.2.3.1 Descrição dos picadores.........................................................................................17

3 SÍNTESE DA CARGA HORÁRIA SEMANAL.............................................................18

4 RELATÓRIO DESCRITIVO...........................................................................................21

4.1 Povoamentos florestais de Pinus taeda L..................................................................21

4.1.1 Histórico.................................................................................................................21

4.1.2 Legislação..............................................................................................................22

4.2 Biomassa Florestal......................................................................................................23

4.2.1 Quantificação da biomassa florestal......................................................................24

4.2.2 Resíduos para a geração de energia.......................................................................25

4.2.2.1 Propriedades da biomassa para geração de energia...............................................26

4.2.2.2 Fases da combustão................................................................................................29

4.3 Qualidade da madeira................................................................................................30

4.3.1 Determinação da Massa Específica Básica da Madeira.........................................32

4.3.2 Resíduos para a obtenção de fibras........................................................................33

4.4 Caldeiras de baixa pressão para produção de vapor...............................................34

6

5 MATERIAIS E MÉTODOS.............................................................................................36

5.1 Localização e caracterização da área de estudo.......................................................36

5.2 Quantificação da biomassa florestal..........................................................................37

5.3 Determinação dos Fatores de Conversão – Biomassa florestal – Cavaco..............38

5.3.1 Fatores de conversão..............................................................................................38

5.3.2 Massa específica aparente dos cavacos..................................................................42

5.4 Determinação da umidade dos cavacos.....................................................................43

5.5 Determinação da qualidade da madeira...................................................................44

5.6 Análise do rendimento da caldeira............................................................................46

5.7 Revisão e atualização dos Procedimentos Operacionais Padronizados (POP’s)...47

5.8 Banco de dados para controle do transporte de cavaco..........................................48

5.8.1 Elaboração de planilha de produção e custos da área de cavaco...........................48

5.8.2 Trabalho de logística para utilização de caminhões...............................................48

5.8.3 Banco de dados sobre volume de cargas de cavaco...............................................48

6 RESULTADOS E DISCUSSÃO.......................................................................................49

6.1 Quantificação da biomassa florestal..........................................................................49

6.2 Fatores de conversão de cavaco.................................................................................52

6.2.1 Rendimento do cavaco nas fazendas......................................................................52

6.2.2 Rendimento de toras de processo em cavaco.........................................................53

6.2.3 Granulometria do cavaco.......................................................................................56

6.2.4 Massa específica aparente do cavaco.....................................................................58

6.3 Teor de umidade dos cavacos.....................................................................................60

6.4 Qualidade da madeira................................................................................................61

6.5 Análise do rendimento da caldeira ...........................................................................67

6.6 Revisão e atualização dos Procedimentos Operacionais Padronizados (POP’s)...67

6.7 Banco de dados para controle do transporte de cavaco..........................................67

CONCLUSÕES.......................................................................................................................68

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................................71

ANEXOS..................................................................................................................................77

7

LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Fazendas pertencentes à MOBASA certificadas pelo FSC, nos estado do Paraná e

Santa Catarina...........................................................................................................................14

Tabela 2. Fazendas de estudo para quantificação da biomassa florestal..............................…37

Tabela 3. Dados dendrométricos e de manejo dos povoamentos em estudo............................37

Tabela 4. Quantidade de biomassa florestal produzida por árvore e por povoamento de Pinus

taeda com 11, 24 e 31 anos de idade........................................................................................51

Tabela 5. Quantidade de biomassa florestal retirada dos povoamentos de Pinus taeda com 11,

24 e 31 anos, devido aos processos de primeiro desbaste e corte raso.....................................51

Tabela 6. Fator de conversão (Fl) do metro estéreo de lenha para metro cúbico de cavaco para

biomassa e toras de processo....................................................................................................53

Tabela 7. Cubagem de toras de processo de povoamento de Pinus elliottii, destinados à

produção de cavaco e perdas referentes ao transporte e armazenamento do

material......................................................................................................................................53

Tabela 8. Conversão de toras em cavaco, para toras de processo provenientes de povoamento

de Pinus elliotti.........................................................................................................................54

Tabela 9. Fatores de conversão para cavaco, provenientes de toras de Pinus elliottii, em

termos de metro cúbico em toneladas e perdas referentes ao processamento do material.......55

Tabela 10. Influência de diferentes granulometrias do cavaco sobre o volume obtido............56

Tabela 11. Influência de diferentes granulometrias do cavaco sobre o peso obtido.................57

Tabela 12. Massa específica aparente (MEap) e teor de umidade para cavacos de Pinus taeda

provenientes da indústria, empresa terceirizada e fazenda.......................................................59

Tabela 13. Determinação do teor de umidade (TU) de diferentes materiais processados nas

florestas, indústria e empresa terceirizada, dados em porcentagem

(%).............................................................................................................................................60

Tabela 14. Modelos de regressão lineares ajustados para estimar a massa específica básica da

madeira (MEB) de Pinus taeda em função das diferentes posições longitudinais no tronco nas

idades de 11, 24 e 31 anos.........................................................................................................62

Tabela 15. Análise de variância para massa específica básica (MEB) da madeira em função

das diferentes idades e posição longitudinal no tronco para a espécie de Pinus

taeda..........................................................................................................................................63

8

Tabela 16. Teste de média de Tukey para a massa específica básica da madeira para diferentes

idades e posições longitudinais, para árvores de Pinus taeda...................................................63

Tabela 17. Coeficiente de correlação de Pearson (r) para massa específica básica (MEB) da

madeira e as variáveis idade e posição longitudinal.................................................................64

Tabela 18. Modelos de regressão lineares ajustados para estimar a massa específica básica

média (MEM) da árvore em função da massa específica básica (MEB) da madeira

determinada para as diferentes posições longitudinais no tronco para a espécie de Pinus taeda

em diferentes idades..................................................................................................................65

9

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Mapa de localização do município de Rio Negrinho................................................36

Figura 2. Quantificação da biomassa florestal, englobando acículas (a), galhos (b) e copa, em

povoamentos de Pinus taeda com idades de 11, 24 e 31 anos..................................................38

Figura 3. Medição do volume estéreo de biomassa (a) e toras de processo (b), picagem (c) e

carregamento da caixa para teste (d).........................................................................................39

Figura 4. Cubagem de toras de processo destinadas à produção de cavaco.............................40

Figura 5. Picagem de toras de processo de Pinus elliottii para definição dos fatores de

conversão..................................................................................................................................40

Figura 6. Granulometrias do cavaco obtidos com velocidades de corte de 45, 25,5 e 10 m/s,

variando do mais grosso para o mais fino. a) Material agrupado. b) Partículas

individuais.................................................................................................................................41

Figura 7. Coleta de amostras de cavaco para a determinação do teor de umidade do material

recém chegado...........................................................................................................................43

Figura 8. Seleção, derrubada (a), corte dos discos ao longo do tronco (b, c) e obtenção das

secções para imersão em água (d).............................................................................................45

Figura 9. Quantidade de biomassa florestal produzida por árvore de Pinus taeda, aos 11, 24 e

31 anos de idade, em quilogramas por árvore (kg/árv).............................................................49

Figura 10. Quantidade de biomassa florestal total produzida em povoamentos de Pinus taeda,

aos 11, 24 e 31 anos de idade, em toneladas por hectare (t/ha)................................................49

Figura 11. Quantidade de biomassa florestal extraída de povoamentos de Pinus taeda, aos 11,

24 e 31 anos de idade, em toneladas por hectare (t/ha).............................................................50

Figura 12. Distribuição do volume de cavaco (m³) produzido nas diferentes classes

granulométricas.........................................................................................................................56

Figura 13. Distribuição do peso de cavaco (t) produzido nas diferentes classes

granulométricas.........................................................................................................................58

Figura 14. Variação da massa específica básica (MEB) da madeira ao longo do tronco, para

povoamentos de Pinus taeda, com 11, 24 e 32 anos de idade..................................................62

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1 INTRODUÇÃO

Povoamentos florestais, caracterizados pela natureza renovável, asseguram uma fonte

inesgotável de matéria prima para a indústria de base florestal. Com tecnologia adequada,

parte do material florestal obtido pode ser utilizado como fonte de energia. E pela

versatilidade da madeira, a mesma pode ser serrada, laminada, cortada em partículas ou

desfeita em fibras. Deste modo, as indústrias de base florestal têm o potencial para se

tornarem energeticamente auto-suficientes e garantir a produção de bens de consumo que

serão comercializados a nível mundial (COSTA, 2001).

Atualmente, o volume de madeira consumido para energia é da ordem de 220 milhões

de metros cúbicos anuais. E o seu consumo anual como matéria prima industrial atinge 142,7

milhões de metros cúbicos, compreendendo a produção de celulose e papel, serraria, chapas e

painéis (BRITO, 2007).

Desse modo, conclui-se que 69% da madeira usada no Brasil tem destinação

energética, o que, sem nenhuma contestação, representa o maior volume de madeira vinculada

a um determinado uso no país. Isso se evidencia especialmente pela alta do preço do barril de

petróleo no mercado internacional, as limitações e os custos da energia hidroelétrica e as

pressões sócio-ambientais para a adoção de fontes de energia alternativa. Com isso a

biomassa ganhou um papel de destaque no suprimento de parte da demanda energética

(RIBAS et al., 2008).

Dentro desse contexto, a empresa Modo Battistella Florestal – MOBASA caracteriza-

se por uma empresa de base florestal, que atua na área de produção há aproximadamente 60

anos. A princípio, destaque era dado apenas à comercialização de toras e madeira serrada.

Contudo, com as mudanças ocorridas no mercado e tendências à utilização de produtos

alternativos, que viabilizem os processos relacionados à redução da emissão de poluentes e

que sigam os parâmetros da sustentabilidade, surgiu um mercado promissor na área de

aproveitamento da biomassa florestal, em especial a produção de cavacos.

Os cavacos são destinados tanto à geração de energia, na forma de cavaco sujo, com

casca, na própria empresa e para terceiros, quanto à produção de chapas de fibras de madeira,

na forma de cavaco limpo, sem casca.

Em ambos os casos, o consumo do material se tornou crescente nos últimos três anos.

Pela pouca disponibilidade de informações no setor, torna-se imprescindível realizar

11

levantamentos referentes à quantidade e qualidade de biomassa disponível nas florestas, e sua

disponibilidade a partir das intervenções de desbaste e corte raso.

A partir desses dados, é possível realizar outras análises a respeito da produção de

cavacos propriamente ditos, relacionados à determinação dos fatores de conversão do volume

de biomassa gerada, na forma de galhos e copa, em metro estéreo para metro cúbico de

cavaco. Também é realizada a conversão do metro cúbico de cavaco em tonelada de cavaco,

que influi nas questões comerciais e tomadas de decisão, quanto ao modo de venda do

produto (metro cúbico ou tonelada).

Os fatores que interferem sobre a qualidade dos cavacos dizem respeito a sua

granulometria, densidade e idade da madeira de origem, uniformização das partículas, tempo

de estocagem e teor de umidade.

Com isso, o presente estudo teve por objetivo levantar dados a respeito da produção de

biomassa florestal em povoamentos de Pinus taeda, pertencentes a Mobasa, do conglomerado

Battistella, na floresta em pé, ao longo do sistema produtivo e no pós-corte raso, até a

produção de cavacos destinados, especialmente a geração de energia e produção de fibras para

móveis e celulose. Para tanto foram realizados os seguintes estudos:

- Quantificação da biomassa florestal existente em povoamentos com idades de 11, sob

processo de primeiro desbaste e 24 e 31 anos, sob corte raso.

- Quantificação da biomassa florestal disponível após as intervenções de desbaste e corte raso;

- Determinação de fatores de conversão do metro estéreo de lenha em metro cúbico de

cavaco, e em termos de metro cúbico de cavaco em toneladas de cavaco;

- Trabalho de logística, voltado ao controle do volume de cavaco transportado pelos

caminhões;

- Análise do teor de umidade de cavacos oriundos de diferentes florestas e períodos de

intervenção;

- Rendimento da energia gerada em termos de vapor a partir a quantidade (toneladas) de

cavaco consumida na caldeira da empresa;

- Determinação da qualidade da madeira em povoamentos de 11, 24 e 31 anos de idade;

- Revisão e complementação dos Procedimentos Operacionais Padronizados do setor de

cavacos.

12

2 APRESENTAÇÃO DA EMPRESA

2.1 Histórico

As primeiras atividades da empresa Battistella no setor florestal foram realizadas em

1938, pela iniciativa do fundador da empresa, Sr. Emílio Fiorentino Battistella, no município

de Tangará/SC, com seguinte transferência e ampliação no município de Lages/SC. Após a

década de 60, com os incentivos fiscais houve um forte investimento em novos plantios

florestais, visando aumentar a produção e garantir sustentabilidade no mercado. De tal forma,

houve a necessidade de criar uma empresa específica para administrar as áreas de cultivos

florestais. Surgiu então, em 1973 a MOBASA – Modo Battistella Reflorestamento S.A. em

Rio Negrinho e a FLOBASA – Florestal Battistella S.A. em Lages.

Atualmente, o grupo Battistella reúne 17 empresas, que atuam em quatro áreas de

negócios:

- Battistella Florestas;

- Battistella Veículos Pesados;

- Battistella Distribuidora;

- Battistella Logística.

2.2 Caracterização do setor Battistella Florestas

A Battistella Florestas, composta por duas unidades fiscais, a MOBASA (Modo

Battistella Reflorestamento S.A.) e a FLOBASA (Florestal Battistella S.A.) é responsável

pelo gerenciamento de toda a atividade florestal do grupo. Estas unidades são empresas

juridicamente independentes, mas pertencentes a um grupo de empresas representadas por

uma Holding.

O parque com aproximadamente 40,4 mil hectares, inclui cultivos florestais, reservas

de florestas nativas e áreas de infra-estrutura.

As áreas protegidas, entre Preservação Permanente e Reserva Legal totalizam 21,1 mil

hectares de formações florestais nativas. Dentre as quais se insere uma Reserva Particular do

Patrimônio Natural – RPPN denominada Reserva Emílio Fiorentino Battistella, localizada em

Corupá – SC, com área de 100 hectares.

13

E contam com povoamentos florestais, fonte de matéria prima para abastecer unidades

industriais de processamento mecânico, como indústrias de papel, indústrias de chapas,

serrarias, laminadoras e indústria moveleira.

No caso específico da MOBASA, o seu modelo administrativo é dividido em células

operacionais que estão interligadas e coordenadas por um grupo técnico, que responde

diretamente ao setor administrativo.

- C. O. Colheita

- C. O. Certificação

- C. O. Silvicultura

- C. O. Proteção

- C. O. Viveiro

- C. O. Pesquisa Grupo técnico Administração

- C. O. Inventário MOBASA e FLOBASA

- C. O. Marcação

- C. O. Cartografia

- C. O. Vendas

- C. O. Ambiência

- C. O. Apoio e Transporte

A sede da MOBASA está localizada em Rio Negrinho/SC e suas fazendas distribuídas

especialmente na região do Planalto Norte Catarinense e Sul Paranaense, caracterizadas por

concentrar um dos pólos florestais mais expressivos do sul do país. Na Tabela 1 estão

descritas as fazendas pertencentes à unidade e que foram, em sua totalidade, certificadas pelo

selo FSC.

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Tabela 1. Fazendas pertencentes à MOBASA certificadas pelo FSC, nos estado do Paraná e

Santa Catarina.

Estado do Paraná

Município Número de fazendas Área total (ha)

Agudos do Sul 1 277,03

Antonio Olinto 5 437,52

Mandirituba 7 949,02

Rio Negro 6 530,26

Viveiro – PR 55,43

Tijucas do Sul 5 2761,24

Total 5010,50

Estado de Santa Catarina

Município Número de fazendas Área total (ha)

Corupá 2 3062,69

Doutor Pedrinho 1 1386,78

Itaiópolis 8 1608,03

Joinville 1 860,62

Rio dos Cedros 10 8677,08

Mafra 7 617,26

Monte Castelo 1 259,85

Rio Negrinho 19 6590,43

Viveiro – SC 29,48

Total 23092,22

Total geral 28102,72

Fonte: registros internos – Plano de Manejo para Certificação Florestal, FSC/2009.

2.3 Descrição dos povoamentos

2.3.1 Métodos silviculturais

O manejo florestal adotado pela empresa inicia-se pelo planejamento da produção

florestal, baseado na prognose feita com os dados obtidos pelo sistema de inventário florestal,

especialmente para as espécies de Pinus taeda e P. elliottii, utilizadas comercialmente. Mudas

de Eucalyptus dunnii estão começando a ser produzidas para o plantio em escala comercial. E

as nativas são destinadas a recuperação de áreas degradadas e atividades de educação

ambiental.

O processo inicia-se com um rigoroso sistema de produção de sementes, oriundas de

matrizes selecionadas e comprovadas geneticamente, que garantem a obtenção de mudas de

qualidade e com boa produtividade. Nesta etapa é realizada a seleção fenotípica e genética;

15

polinização controlada, instalação de testes; instalação de pomares; e coleta e beneficiamento

de sementes.

Nas atividades silviculturais está incluso o preparo do solo para o plantio das mudas,

com limpeza mecanizada em áreas próximas a APP’s, limpeza com o uso de roçadeira costal

e foice, escarificação com ripper para demarcação das linhas de plantio e trituração de

resíduos remanescentes com um trator de pneu traçado 4x4.

Após o alinhamento, é feita a marcação do plantio, manual ou mecanizada

dependendo das condições do terreno. E, em seguida é feito o plantio das mudas e replantio

quatro meses após, em caso de mortalidade superior a 5%.

Após o plantio são feitos combate a formiga, com o uso de iscas granuladas seletivas,

especialmente no combate de Acromyrmex spp.

A manutenção envolve técnicas de coroamento, roçadas manual com foice, semi-

mecanizada com roçadeira costal, mecanizada com triturador e manutenção com herbicida.

Durante a condução dos povoamentos, são realizadas podas aos três, seis e oito anos,

todos com remoção de 50% da copa verde, visando obter sete metros de tora livre de nós.

Entre outros cuidados está a manutenção de aceiros, controle de pragas em

povoamentos adultos, prevenção de incêndios, segurança patrimonial, e trabalhos de gestão

ambiental, com participação em projetos, junto à comunidade e instituições de pesquisa.

2.3.2 Desbaste e corte raso

2.3.2.1 Intensidade e período de intervenção

A empresa realiza desbaste misto (sistemático e seletivo) nas suas florestas, sendo

sistemático na quarta linha e seletivo nas linhas intermediárias, com remoção de duas árvores

em sete. A intensidade dos desbastes é de 35 a 45%, feitos quando a área basal por hectare

atinge 40m²/ha, a fim de reduzir a área basal para 30m²/ha. E o corte raso é realizado em

povoamentos com idade superior a 18 anos.

Por questões econômicas e de mercado, os novos povoamentos implantados contarão

com 2000 mudas por hectare, em espaçamento de 2x2,5 metros. Aos 10 anos será feito um

desbaste com intensidade de 60% e as 600 árvores remanescentes serão cortadas a partir dos

17 anos no corte raso.

16

2.3.2.2 Caracterização do sistema de desbaste e corte raso

Tanto o desbaste quanto o corte raso são mecanizados em sua maioria, com sistema

semi mecanizado em locais de difícil acesso pelos implementos, áreas declivosas, com muitas

pedras e em proximidades com áreas de preservação permanente (APP’s).

No desbaste, o harvester realiza a derrubada, traçamento e classificação das toras de

acordo com os sortimentos definidos simultaneamente na área de desbaste, empilhando as

toras por classe de sortimento ao longo da linha de corte.

As linhas e árvores a serem derrubadas são marcadas previamente com tinta amarela

pela equipe de inventário, sendo uma flecha na primeira árvore no corte sistemático, na quarta

linha e um ponto nas que serão derrubadas pelo seletivo. Em seguida, o forwarder faz o

baldeio das toras processadas de dentro do talhão para a estrada ou diretamente no caminhão.

O corte é realizado pelo feller buncher, que derruba uma árvore por vez e posiciona a

base das mesmas a aproximadamente 75° em relação à estrada. Após esta etapa, o skidder faz

o arraste das árvores até a bordadura do talhão ou ao local onde serão processadas. Nos locais

em que o skidder não possui acesso, o arraste é realizado com cabos de aço acoplados a uma

torre em um trator TC, localizado na área de processamento. Neste local, os operadores de

motosserra fazem o seu desgalhamento, eliminando galhos e bifurcações de diâmetros

elevados, que dificultem o traçamento do cabeçote, nos sortimentos estabelecidos.

Em áreas declivosas, em proximidades a APP’s e Reserva Legal a derrubada é

realizada com motosserra, com ou sem o auxílio de guincho.

Após este processo, permanecem no campo os resíduos, sendo eles: galhos, copa

(parte do tronco com diâmetro inferior a oito centímetros), árvores mortas, pedaços de tronco,

discos e tocos.

2.3.2.3 Produção de cavacos

Durante o processamento das árvores, toras com diâmetros entre oito e 14 centímetros

são destinadas às indústrias de celulose ou convertidas em cavaco, na forma de cavaco limpo,

sem casca em empresas terceirizadas. E os resíduos que permanecem no campo, que incluem

pedaços de toras, galhos, ponteiras quebradas, bolachas e rejeitos que não são aproveitados

para as toras de processo, passam pela etapa de picagem diretamente no campo.

17

A atividade de colheita dos resíduos tem por objetivo incrementar o faturamento e

obter maior aproveitamento do material gerado, através da transformação em cavacos, além

de efetuar a limpeza da área para a reforma. Para isso requer a remoção do material do talhão,

através de catação manual ou mecanizada e carregamento em tratores agrícolas com

implementos de carreta. O material é removido até a bordadura dos talhões, onde se

posicionam os picadores móveis, que são alimentados manualmente ou de forma mecanizada,

carregando os caminhões.

Na indústria, os resíduos do desdobro das toras descascadas são convertidos em

cavaco limpo através de um picador fixo e vendido para terceiros, assim como a serragem e

casca, que são separados através da passagem em peneiras e destinados á queima ou

constituintes de chapas, no caso da serragem.

Na indústria, o consumo de cavaco é destinado à alimentação da caldeira utilizada na

produção de vapor usado para a secagem de madeira serrada nos nove secadores existentes. A

caldeira aquatubular, da marca Conservit, fabricada em 1985 é uma caldeira de baixa pressão,

com pressão de teste de 30kgf/cm². Mas está programada para trabalhar com 12 kgf/cm².

2.3.2.3.1 Descrição dos picadores

Para a produção de cavacos, são utilizados picadores fixos, na indústria e em empresas

terceirizadas que realizam a picagem, especialmente do cavaco limpo. A indústria faz uso de

um picador fixo da marca Bruno e um da marca Nicholson. E a empresa terceirizada, um da

marca Bruno.

Nas fazendas, em áreas que passaram pelo corte raso utiliza-se um picador móvel

CBFT-C da marca Bruno, com 215 hp de potência, para aproveitar o excesso de biomassa e

limpar o terreno para a implantação dos novos povoamentos. Neste caso, produz-se cavaco

sujo.

A variação de granulometria e homogeneidade existente entre os cavacos produzidos

nos diferentes locais deve-se especialmente à matéria prima de origem e ao grau de afiação da

faca e contra faca dos picadores.

18

3 SÍNTESE DA CARGA HORÁRIA SEMANAL

Estagiário(a): Juliana Ceccato Ferreira

Empresa: Modo Battistella Reflorestamento S/A – MOBASA

Setor(es): Colheita Florestal, com ênfase em aproveitamento da biomassa

Semana Número de dias Número de horas Atividade Desenvolvida

05/07/10 a 09/07/10 5 40 - Preparo de equipamentos e

ajudantes para atividades a

campo.

12/07/10 a 16/07/10 5 40 - Quantificação da biomassa

florestal em povoamentos com

idades de 11, 24 e 31 anos.

19/07/10 a 23/07/10 5 40 - Quantificação da biomassa

florestal em povoamentos com

idades de 11, 24 e 31 anos;

- Estimativa da densidade da

madeira para árvores em

povoamentos de 11, 24 e 31

anos de idade.

26/07/10 a 30/07/10 5 40 - Estimativa da densidade da

madeira para árvores em

povoamentos de 11, 24 e 31

anos de idade;

- Análise laboratorial da

umidade do cavaco.

02/08/10 a 06/08/10 5 40 - Acompanhamento a campo

do processo de produção do

cavaco;

- Análise do rendimento de

biomassa em cavaco em áreas

de pós-corte raso.

09/08/10 a 13/08/10 5 40 - Acompanhamento do

processo de produção do

cavaco;

- Análise do rendimento de

toras de processo em cavaco

em empresa prestadora de

serviço;


umidade do cavaco.

____________________________________ ______________________________

Assinatura do(a) Supervisor(a)/Orientador(a) Assinatura do(a) Estagiário(a)

19


16/08/10 a 20/08/10 5 40 - Elaboração do Questionário

de Avaliação de Fornecedores

(QAF) para a MASISA;


umidade do cavaco;

- Acompanhamento das

atividades de escritório do

setor comercial de toras e

cavaco.

23/08/10 a 27/08/10 5 40 - Aferição dos volumes das

carretas que transportam

cavaco pela empresa;

- Projeção das medidas das

carretas em AutoCAD.

30/08/10 a 03/09/10 5 40 - Aferição dos volumes das

carretas que transportam

cavaco pela empresa;

- Projeção das medidas das

carretas em AutoCAD e

distribuição de uma cópia para

cada motorista.

06/09/10 a 10/09/10 4 32 - Revisão e complementação

dos Procedimentos

Operacionais Padronizados

(POP’s) para a área de

produção de cavaco.

13/09/10 a 17/09/10 5 40 - Revisão e complementação

dos Procedimentos

Operacionais Padronizados

(POP’s) para a área de


20/09/10 a 24/09/10 5 40 - Acompanhamento das

atividades na área da caldeira;


umidade do cavaco.

27/09/10 a 01/10/10 5 40 - Elaboração de planilhas para

avaliação de rendimentos da

venda de cavaco para os

compradores;

- Avaliação de logística para

distribuição dos caminhões no

transporte do cavaco.

___________________________________ ___________________________


20


04/10/10 a 08/10/10 5 40 - Análise laboratorial da

umidade do cavaco;

- Teste de densidade aparente

de cavaco da indústria e de

empresa terceirizada;

- Cubagem de toras de

processo destinadas à


11/10/10 a 15/10/10 4 32 - Cubagem de toras de

processo destinadas à

produção de cavaco;

- Picagem das toras de

processo e determinação dos

fatores de conversão st/m³; m³

de cavaco/t.

18/10/10 a 22/10/10 5 40 - Acompanhamento da

auditoria sobre a certificação

florestal no setor de cavacos.

- Quantificação e conversão

da biomassa em cavaco, em

áreas de pós-corte raso;

- Análise do rendimento da

caldeira em toneladas de

vapor gerado, por toneladas de

cavaco consumido.

25/10/10 a 29/10/10 5 40 - Quantificação e conversão

da biomassa em cavaco, em

áreas de pós-corte raso;

- Elaboração do relatório final.

01/11/10 a 05/10/10 4 32 - Apresentação dos resultados

globais obtidos;

- Elaboração do relatório final.

___________________________________ ______________________________


21

4 RELATÓRIO DESCRITIVO

4.1 Povoamentos florestais de Pinus taeda L.

4.1.1 Histórico

O gênero Pinus, da família Pinaceae, engloba centenas de espécies espalhadas por

quase todo o Hemisfério Norte, do Japão ao Caribe. E entre estas espécies, destaque é dado ao

Pinus taeda, nativo da planície costeira do sul dos Estados Unidos, por ser uma das mais

utilizadas em plantios comerciais no Sul do Brasil, pela elevada capacidade de adaptação às

condições locais e elevada produtividade, fornecendo material de qualidade para diferentes

setores do ramo florestal, como chapas, móveis de madeira sólida, energia, entre outros

(GONZAGA, 2006).

O avanço da produtividade ao longo dos anos para povoamentos de Pinus spp. foi

obtido a partir das boas condições climáticas e de solo, mão-de-obra qualificada, pesquisas e

desenvolvimento do setor e avanços tecnológicos, ligados ao planejamento, manejo florestal,

controle dos períodos de rotações e melhoramento genético (DOSSA, 2005).

O mesmo autor afirma que nos plantios de Pinus spp. a predominância é do sistema de

produção com rotação maior que 21 anos. Inicialmente são plantadas 1.667 árvores/ha, sendo

feitos desbastes nas idades de 8 anos e 12 anos reduzindo o número de plantas, em média,

40% no primeiro e 30% do remanescente no segundo desbaste.

Com a idade de 21 anos efetua-se o corte final, quando restam, em média, 500

árvores/ha. A produção média é de 50 a 70 m³ aos 8 anos, 70 a 120 m³ aos 12 anos e, aos 21

anos, a produção deve ultrapassar 450 m³. A produção anual, que em 1980 era de 19

m³/ha.ano atinge atualmente 36m³/ha.ano (DOSSA, 2005).

Em Santa Catarina, para o ano de 2000, os povoamentos de Pinus taeda

correspondiam a 318.120 hectares de área plantada, com a segunda maior área em plantio do

país, ficando atrás do estado do Paraná, com área plantada de 605.130 hectares (SOCIEDADE

BRASILEIRA DE SILVICULTURA, 2001).

22

4.1.2 Legislação

A implantação de povoamentos florestais de Pinus taeda no Brasil iniciou

especialmente após a década de 60, após a criação de Superintendências de Desenvolvimento,

Fundos de Recuperação Econômica e a instituição do novo Código Florestal Brasileiro, que

forneceram os primeiros benefícios fiscais para a implantação de povoamentos florestais

comerciais (BRASIL, 2010).

A princípio, estes povoamentos eram conduzidos com a finalidade de atender

indústrias siderúrgicas e de celulose e papel. Em 1966, foi instituída a lei 5.106, que forneceu

incentivos mais direcionados e específicos aos empreendimentos florestais, através da

dedução de impostos referentes aos povoamentos com espécies de exóticas de Pinus spp. e

Eucalyptus spp. (BREPOHL, 1980).

Em meados da década de 80, houve o fim dos incentivos fiscais, sendo que os

produtores continuaram sua produção particular, através de investimentos próprios

(SAMPAIO, 2004).

Outro marco importante foi a criação da Lei nº 8.167, de 16 de janeiro de 1991, que

alterou a legislação sobre o Imposto de Renda relativa a incentivos fiscais e estabeleceu novas

condições operacionais dos Fundos de Investimentos Regionais, depois regulamentada pelo

Decreto nº 101, de 17 de abril de 1991. Essa Lei rege os Fundos Fiscais até os dias atuais.

Alterações posteriores foram processadas através dos Decretos nº. 153, de 25 de junho de

1991 e o nº 853, de 02 de julho de 1993 (BRASIL, 2010).

Porém, as principais mudanças na legislação dos incentivos fiscais ocorreram com a

Lei nº 9.532, de 10 de dezembro de 1997, ao determinar o ano 2013 como prazo final dos

incentivos, com níveis decrescentes de percentual de redução do IRPJ, no caso do Fundo de

Investimentos da Amazônia (FINAM) e o Fundos de Investimentos do Nordeste (FINOR),

para 18% até 2003, para 12% entre 2004 a 2008 e para 9% entre 2009 a 2013; no caso do

Fundo de Recuperação Econômica (FUNRES), 25%, 17% e 9%, nos mesmos períodos

(BRASIL, 2010).

http://www.mi.gov.br/fundos/fundos_fiscais/legislacao/lei_8167.htm

http://www.mi.gov.br/docs/fundos_fiscais/legislacao_vol_01.doc



http://www.mi.gov.br/fundos/fundos_fiscais/legislacao/lei_9532.htm

23

4.2 Biomassa Florestal

Para Silva et al. (2008), o termo biomassa refere-se à matéria vegetal gerada através da

fotossíntese e os seus derivados, tais como resíduos florestais e agrícolas, resíduos animais e a

matéria orgânica contida nos resíduos industriais, domésticos e municipais, formados por

cadeias carbônicas lineares e ramificadas, saturadas e insaturadas.

A mesma é considerada inesgotável e do ponto de vista ambiental não contribui para a

poluição do ar por não conter impurezas de enxofre, assim como não condiciona o aumento

da concentração de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera, uma vez que faz sua fixação para

a produção da biomassa (GOLDEMBERG, 1998).

No estado bruto, a biomassa pode ser aproveitada na forma de produtos e resíduos

agrícolas (bagaço de cana-de-açúcar e casca de arroz), madeira e resíduos florestais. E na

forma de derivados como o bio-óleo, biogás, óleo vegetal, etanol celulósico e biodiesel

(SILVA et al., 2008).

Entre os diversos tipos de resíduos vegetais que a constitui, a biomassa florestal,

caracterizada por galhos, copa (parte do fuste com diâmetro inferior ao diâmetro comercial

definido pelas empresas), tocos, árvores mortas, acículas e rejeitos da indústria madeireira,

lenha e carvão vegetal, representa uma fonte potencial de abastecimento para diferentes

setores. E ganhou espaço e importância em nível mundial e brasileiro especialmente a partir

do avanço tecnológico e desenvolvimento dos novos sistemas de utilização dos resíduos.

Nas atividades florestais no Brasil, até recentemente visava-se apenas o produto

principal, no caso, a madeira com fins para celulose, lâminas, compensados e serrarias. Os

resíduos eram vistos como um grave problema logístico e ambiental, devido à elevada

quantidade produzida e problemas nos tratos culturais subsequentes, fácil dispersão e

dificuldade de manuseio. Em casos de armazenamento, requeriam grandes áreas para tal fim

ou simplesmente eram queimados ou incinerados, perdendo-se a energia neles contida

(MIGLIORINI, 1980; COUTO e BRITO, 1980).

Mas em função do maior investimento na área florestal e pesquisas em concordância

com a legislação vigente e com os preceitos do uso múltiplo das florestas, nas últimas décadas

houve um crescente consumo dos resíduos florestais, destinados ao setor energético, obtenção

de papel, fertilizante, aglomerados para compensados e complemento para a ração de animais.

24

Isto devido a sua composição e facilidade de serem manipulados e convertidos (ABREU,

2005).

4.2.1 Quantificação da biomassa florestal

Quando o povoamento é destinado apenas à comercialização das toras, os resíduos

florestais permanecem no campo, atuando como adubo orgânico e promovendo a ciclagem de

nutrientes (VALERI et al., 1989). Porém, quando se trabalha com o uso múltiplo das

florestas, sua quantificação torna-se importante, permitindo melhor planejamento do seu uso e

destino. Segundo Baggio e Carpanezzi (1995) o conhecimento da quantidade e da qualidade

dos resíduos florestais permite avaliar o seu potencial de aproveitamento.

Em relação à indústria de transformação da madeira, quase metade da matéria-prima

torna-se resíduo na forma de casca, aparas, costaneiras, refilos, destopos, cavacos ou sua

mistura (BRAND et al., 2002). E em povoamentos de Pinus spp. os resíduos são extraídos

especialmente durante os processos de desbaste e corte raso. Mas para ter um aproveitamento

econômico deste material, faz-se necessário a quantificação do mesmo através de sucessivos

inventários de biomassa.

Durante o crescimento vegetal, ocorre um acúmulo diferenciado de biomassa seca nos

componentes das árvores, o qual é afetado por fatores que influem sobre a fotossíntese e

respiração (KOZLOWSKI e PALLARDY, 1996, citado por WATZLAWICK e CALDEIRA,

2004). Os mesmos relacionam-se à luz, temperatura, umidade e a disponibilidade de

nutrientes no solo, teor de carbono no ar, doenças, pragas e fatores fisiológicos internos das

plantas como idade, estrutura e disposição das folhas, teor de clorofila, acúmulo de

carboidratos, distribuição e comportamento dos estômatos (HOPPE et al., 2006).

No desenvolvimento inicial das árvores, grande parte dos carboidratos acumula-se na

copa. Com o crescimento e aumento de competição entre as copas, a produção relativa do

tronco aumenta e esta diminui. O inverso ocorre em relação às folhas, ramos e casca

(SCHUMACHER, 1996). Schumacher e Hoppe (1997) indicam que as plantas absorvem

nutrientes mineralizados do solo para sua sobrevivência e crescimento e os devolvem ao solo

na forma de serrapilheira.

25

Soares et al.(2006) afirma que a quantidade de biomassa em uma floresta pode variar

de centenas de quilos a dezenas de toneladas por hectare, devido a fatores como a idade das

árvores, sistema de manejo aplicado, espécie e características genéticas.

4.2.2 Resíduos para a geração de energia

O desenvolvimento da humanidade está intimamente relacionado à utilização

crescente de fontes diferenciadas de energia, de modo racional e que atendam às suas

necessidades básicas (SOARES et al., 2006).

As crises do petróleo, especialmente as de 1973, 1979 e 1985, atreladas às questões

ambientais, relacionadas à redução da poluição atmosférica, das águas e solos, induziram à

busca por fontes alternativas de energia renovável em substituição às fontes fósseis, não

renováveis e que possam atender a demanda da crescente população (CORTEZ e LORA,

1997).

Deste modo, os resíduos florestais surgem como uma fonte potencial de

aproveitamento energético, pelo fato de conter energia química provinda da transformação

energética da radiação solar e que pode ser liberada diretamente por combustão, ou convertida

através de algum processo em outras formas energéticas mais adequadas, como o álcool e

carvão vegetal, aproveitamento de resíduos da exploração e aproveitamento de óleos

essenciais, alcatrão e ácido pirolenhoso (NOGUEIRA e LORA, 2003).

A energia é liberada pelo processo de combustão e aproveitada para geração de calor,

vapor e eletricidade, ou convertida em outras fontes energéticas mais adequadas (SOARES e

HAKKILA, 1987; NOGUEIRA e WALTER, 1996; NOGUEIRA e LORA, 2003).

O seu uso para energia envolve a diminuição da dependência energética externa e

fornecimento de maior segurança quanto ao suprimento da demanda, restrita por muitos dos

combustíveis fósseis hoje empregados (BRITO, 2007).

Ela se apresenta em grande quantidade e disponibilidade para uso imediato, contem

baixo teor de cinzas (inferior a 2%) e ocasiona baixos danos às caldeiras, pelo acúmulo de

materiais inorgânicos (MIGLIORINI, 1980).

Seu uso é feito em maior ou menor intensidade por diferentes países ou regiões de um

país devido ao seu nível de desenvolvimento, disponibilidade de florestas, questões

26

ambientais e a competição econômica com outras fontes energéticas, como petróleo, gás

natural, hidroeletricidade e energia nuclear (BRITO, 2007).

A combustão dos materiais se desenvolve a partir da interação de fatores, que

constituem o chamado triângulo do fogo. Nesta relação estão inclusos os aspectos ligados ao

material para queima ou combustível (biomassa), agente oxidante ou comburente (oxigênio) e

calor.

4.2.2.1 Propriedades da biomassa para geração de energia

a) Poder Calorífico

O poder calorífico refere-se à medida padrão do teor energético de um combustível, o

qual depende da sua composição química, incluindo o teor de umidade, tido como fator

limitante da combustão devido à sua entalpia de evaporação (JENKINS et al., 1996, citado

por DIAS, 2002).

Representa a quantidade de energia liberada na forma de calor pela combustão de uma

unidade de massa de madeira, sendo expresso em calorias por gramas (cal/g) ou

quilocaloria/quilograma (kcal/kg). Pode ser expressa em poder calorífico superior, inferior e

líquido, dependendo se o calor liberado pela condensação da água de constituição do

combustível é considerado ou não (SOARES e HAKKILA, 1987).

O poder calorífico superior indica a máxima energia liberada pelo combustível,

considerando condições de queima ideais, nas quais o material está absolutamente seco. É

altamente influenciado pela constituição química da madeira, principalmente pela lignina e

extrativos (resinas, óleos-resinas, matérias graxas, óleos), que elevam o seu potencial

(QUIRINO et al., 2005).

A resina presente nas espécies florestais tem poder calorífico médio de 9.460 kcal/kg,

e dessa forma as espécies com altos teores de resinas (coníferas) apresentam poder calorífico

maior que as que apresentam baixos teores de resina (folhosas) (BRITO e BARRICHELO,

1979).

Além disso, está diretamente relacionado com o teor de carbono fixo, o qual é

indiretamente relacionado aos teores de materiais voláteis e cinzas (VALE et al., 2007). Logo,

quanto maior o teor de cinzas, menor deve ser o poder calorífico superior.

27

A partir do poder calorífico superior, desconta-se a energia gasta para evaporar o

hidrogênio de constituição do combustível na forma de água, de 324 kcal, obtendo-se o poder

calorífico inferior (NASCIMENTO et al., 2006).

O poder calorífico líquido provém do poder calorífico inferior, considerando o teor de

umidade em que se encontra o material, descontando a energia consumida para evaporá-la.

b) Condutibilidade Calorífica

A condutibilidade calorífica refere-se à capacidade que uma substância possui de

transmitir calor por condução. As madeiras com maior produção de biomassa seca apresentam

excelentes qualidades para a geração de energia na forma de calor, propiciando um maior

poder calorífico por unidade de volume. Entretanto, geram maior resistência à combustão,

devido a sua menor condutibilidade calorífica (Vale et al., 2000, citado por SANTANA,

2009).

A condutibilidade e o poder calorífico são altamente influenciados pelo teor de lignina

e pela presença de materiais extrativos inflamáveis (óleos, resinas, ceras, etc.) (BURGER e

RICHTER, 1991, citado por SANTANA, 2009).

c) Inflamabilidade

Todo o combustível tem uma temperatura de inflamação determinada – temperatura

em que a vaporização se dá em proporção suficiente para o combustível inflamar-se e manter

a queima contínua. Essa temperatura é alcançada através do fornecimento de uma “energia

inicial” que o aquece, elevando sua temperatura até a temperatura de inflamação. Desse modo

a combustão se inicia de modo endotérmico e prossegue desenvolvendo calor (SILVA, 2009).

A matéria vegetal é sempre combustível, mas nem sempre inflamável. A

inflamabilidade varia de acordo com a espécie e com conteúdo de umidade, condições de solo

e luminosidade, com níveis variando em função do acúmulo de biomassa no campo (PILLAR,

2003).

28

d) Teor de Umidade

O teor de umidade, dado em porcentagem (%), indica a quantidade de água presente

na madeira, caracterizada, entre outras propriedades por ser higroscópica (QUIRINO et al.,

2005). A água tem um poder calorífico negativo, necessitando de calor para evaporar. Além

disso, ocorre na madeira dentro de uma ampla faixa de valores, decorrente da espécie, clima e

armazenamento, tornando o controle do processo de combustão mais difícil (BRITO e

BARRICHELO, 1979).

Para que ocorra uma boa combustão, a madeira deve ser utilizada com teores de

umidade abaixo de 25%. Teores superiores a 25%, além de diminuírem a quantidade de

calorias, reduzem as temperaturas da câmara de queima e dos gases de escape (ALMEIDA et

al., 2010).

Para certas fornalhas, teores de umidade abaixo de 40% em base seca pode causar um

processo de combustão explosivo que eleva a perda de energia para a atmosfera e aumenta a

emissão de partículas de carbono. Já, teores de umidade superiores a 150% em base seca

reduzem drasticamente a eficiência da queima, chegando a interromper o processo de

combustão (SOARES e HAKKILA, 1987).

e) Teor de Cinzas

No final do processo de combustão, o consumo continuado do resíduo carbônico leva

à redução da sua massa até apenas uma porção de cinza residual, que constitui a fração

inorgânica da biomassa, a qual varia de composição de acordo com o tipo de biomassa

(DIAS, 2002). É agregada naturalmente à planta ao longo do seu crescimento ou pode ser

adquirida por contaminação, durante os processos de colheita, transporte e manuseio,

caracterizada como partículas de areia, terra e pedras.

O teor de cinzas relaciona-se à presença de quantidades e qualidades diferentes de

minerais presentes na biomassa, como o cálcio, potássio, fósforo, magnésio, ferro, sódio,

entre outros, que elevam o seu teor (VALE et al., 2007). Teores elevados em determinadas

espécies vegetais podem ser provenientes da adubação com potássio, fósforo e cálcio, usado

como corretivo.

29

Esta propriedade é um dos fatores que indica o grau de combustibilidade dos resíduos

(GOLÇALVES et al., 2009), sendo que quanto maior o teor de cinzas, menor a

combustibilidade., uma vez que apresenta correlação inversa com o poder calorífico. Essa

elevada correlação inversa é explicável, visto que a cinza é material de origem mineral, não-

orgânico, inerte e não-combustível, e o poder calorífico depende da quantidade de material

orgânico presente no combustível (ALMEIDA et al., 2010).

De acordo com Abreu (2005), diferentes materiais lignocelulósicos podem ser

utilizados para a produção de combustíveis, entretanto, apresentam limitações quanto à

composição química e o teor de cinzas, devido à fonte da biomassa, com teores ínfimos de

0,2% até 30%.

Valores superiores a 10% podem afetar significativamente o potencial energético dos

materiais, além de ocasionar danos às caldeiras devido à formação de incrustações na

superfície, na forma de oxalato de cálcio, exigindo maior periodicidade de limpeza das

caldeiras. Durante a queima, ocorrem alterações no consumo de material, rendimento em

geração de vapor e acúmulo de cinzas, que afetam direta e indiretamente a capacidade

energética do material como um todo (ABREU, 2005).

Neste caso, o seu controle pode ser efetuado através das etapas de colheita ou coleta;

transporte; manuseio, transformação em cavaco e classificação; estocagem; limpeza da

biomassa; secagem; aplicação no sistema de geração de energia; e por fim, a gestão dos

resíduos oriundos deste sistema, destinando-os a locais adequados (BRAND, 2010).

4.2.2.2 Fases da combustão

Após a ignição, a queima se propaga em três fases e que envolvem processos físicos e

químicos, com a produção final de calor, produtos químicos e gases. Sua velocidade de reação

depende, entre outros fatores, do teor de umidade do combustível, quantidade e mobilidade do

fluxo de ar (ventilação) e aspectos do material de origem, como o calor específico e

condutibilidade calorífica, que afetam o seu ponto de inflamabilidade (SARDINHA, 2002).

Na primeira fase da combustão há o aquecimento da madeira, com a evaporação e

eliminação da água. A segunda fase inicia-se quando a temperatura atinge aproximadamente

260ºC. A madeira começa a ser quimicamente degradada e os materiais voláteis começam a

30

ser vaporizados. Quando a temperatura chega aos 600ºC, em presença de oxigênio, estes

gases passam a se inflamar (BRITO e BARRICHELO, 1979).

Se a temperatura dos gases voláteis não é mantida ao redor dos 600ºC e a quantidade

de ar não for suficiente a combustão não se completa. Quando a combustão é completa,

produz-se vapor d'água, dióxido de carbono (CO2), calor e cinzas. Mas em combustão

incompleta ocorre a formação de monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos e outros gases

(BRITO e BARRICHELO, 1979).

O terceiro estágio da combustão envolve a queima do carvão que permanece após a

liberação dos gases voláteis, em temperaturas acima dos 600ºC, com a liberação de monóxido

de carbono (CO) e dióxido de hidrogênio (H2), que acabam por reagir com o oxigênio para

formarem dióxido de carbono (CO2) e água.No final do processo, resta uma pequena

quantidade de cinzas, que constitui os compostos inorgânicos (SILVA, 2009).

4.3 Qualidade da madeira

A condução dos povoamentos florestais destinados a fornecer material para os

diferentes setores industriais só é possível através do controle da qualidade da madeira

produzida, a qual é feita principalmente pela avaliação da massa específica básica (MEB) da

madeira, que está diretamente correlacionada com o rendimento em peso, com as

propriedades físico-mecânicas da madeira e com a composição celular (BRASIL e

FERREIRA, 1971).

A MEB é uma característica complexa, resultante da interação de fatores físicos,

químicos e anatômicos (BUSNARDO, 1987, citado por VALERIO et al., 2008). E, deste

modo, sofre variações em função da idade fisiológica da planta, procedência, local de origem,

espaçamento, taxa de crescimento, entre gêneros, espécies, árvores da mesma espécie e dentro

da mesma árvore no sentido base-topo e medula-casca (VALERIO et al., 2008; GOULART et

al., 2003).

De acordo com Albino e Tomazello Filho, 1985, citado por Vale et al. (1999), as

variações de MEB encontradas ao longo do tronco devem-se à formação de madeira de

tração, reação ou outros fatores ligados às condições de crescimento da árvore, como

espessura da parede celular, quantidade de vasos, dimensão das fibras, teor de extrativos,

31

origem das sementes, condições edafoclimáticas, sistema de implantação e condução da

floresta (GOULART et al., 2003).

Para coníferas, a mesma tende a diminuir uniformemente no sentido axial da base para

o topo ou diminuir na parte inferior do tronco e depois sofrer um acréscimo regular para a

parte superior, sendo que este último caso ocorre com menor freqüência, uma vez que na base

são requeridos tecidos de sustentação mais rígidos (PANSHIN e ZEEUW, 1980, citado por

SIQUEIRA, 2004).

Klock (2000) justifica esta variação à ocorrência de lenho juvenil e adulto na madeira,

que diferem em características como o comprimento das fibras e traqueóides, espessura da

parede celular, massa específica, ângulo das fibras, resistência e outras que vão se

modificando até se estabilizarem na madeira adulta.

O lenho juvenil estende-se da base ao topo englobando os anéis localizados próximos

à medula, enquanto que o lenho adulto abrange os anéis de crescimento periféricos aos do

lenho juvenil (SIQUEIRA, 2004).

A madeira juvenil é mais leve, de menor massa específica e com menor resistência

que a madeira adulta, de maior massa específica (PANSHIN e ZEEUW, 1980, citado por

KLOCK, 2000).

Bendtsen, 1978, citado por Siqueira (2004) caracteriza o lenho juvenil das coníferas

por possuir menor porcentagem de lenho tardio, traqueóides mais curtos, quantidades

desproporcionais de lenho de compressão, grã distorcida e bolsas de resina. Já o lenho adulto

possui traqueóides longos, paredes celulares espessas, alta porcentagem de lenho tardio e

baixa de lenho de compressão, baixa porcentagem de grã espiralada, maior porcentagem de

celulose, baixa porcentagem de nós e maior resistência mecânica.

Madeiras mais homogêneas em relação a sua densidade no interior do tronco

apresentam melhor comportamento nas operações de processamento e resultam em maior

uniformidade nas demais propriedades tecnológicas (OLIVEIRA et al., 2006).

Para a idade tem-se que árvores jovens produzem apenas lenho juvenil e em árvores

adultas tanto lenho juvenil quanto o adulto são produzidos simultaneamente. Além disso, a

idade do povoamento também influi no sistema de manejo aplicado, definindo épocas de

desbastes, as quais irão aumentar o espaçamento entre os indivíduos. De acordo com

Nylinder, 1965, citado por Brasil e Ferreira (1971), entre as variáveis que influem sobre o

crescimento da madeira, o espaçamento é a única que pode ser controlada pelo silvicultor,

tendo grande influência sobre a qualidade final da madeira. Ou seja, espaçamentos maiores

32

geram menor volume total de madeira, mas de melhor qualidade, baseada em diâmetros

maiores.

Apesar disso, deve-se buscar um equilíbrio entre os desbastes efetuados uma vez que

em menores espaçamentos a competição entre os indivíduos se eleva resultando em células

mais compactas, anéis de crescimento mais estreitos e com maior densidade.

4.3.1 Determinação da Massa Específica Básica da Madeira

A determinação da MEB expressa em gramas por centímetro cúbico (g/cm³) ou

quilograma por metro cúbico (kg/m³) é dada pela relação existente entre o peso absolutamente

seco da madeira e seu volume em estado de completa saturação de água (FOELKEL et al.,

1971).

Neste sentido, muitos estudos são destinados a determinar métodos mais adequados

para sua definição e possível estimativa da MEB média das árvores, como os métodos

destrutivos e não destrutivos (amostra Pressler), que ganham destaque por permitir a

avaliação das árvores em pé (AMARAL et al., 1977).

O método destrutivo que envolve a remoção de secções transversais em intervalos

regulares ao longo do tronco pode ser inviável devido aos custos elevados e maior tempo

despendido na coleta de amostras. Deste modo, métodos mais fáceis e de menor custo estão

sendo desenvolvidos com base na aplicação de modelagem matemática que permitem estimar

indiretamente a MEB média das árvores.

Maddern, 1965, citado por Higa et al. (1973) indica que a MEB sofre uma variação

sistemática dentro do tronco da árvore, o que permite coletar uma amostra de um ponto

especifico ao longo da mesma que represente com segurança a MEB média da árvore.

Considerando os métodos destrutivos, qualquer posição pode ser utilizada para a sua

estimativa. Porém, para amostragens não destrutivas, a posição do DAP é um bom indicativo

desta característica, por se tratar de um nível fixo, absoluto, de fácil mensuração e definido

como um padrão internacional em silvicultura (NYLINDER, 1965, citado por HIGA et al.,

1973).

Entre os métodos aplicados para sua determinação, maior destaque é dado aos

métodos gravimétricos (método da balança hidrostática), que se baseiam no deslocamento de

líquidos e que requerem apenas duas pesagens, uma com a amostra completamente saturada

33

de água e outra com a amostra seca em estufa a 105+-3°C até atingir peso constante

(SCARAMUZZI, 1966, citado por FOELKEL et al., 1971). Para Ferreira, 1968, citado por

Foelkel et al. (1971), estes métodos são aplicados quando se dispõe de discos seccionados

transversalmente do tronco ou baguetas obtidas por sondas de Pressler.

4.3.2 Resíduos para a obtenção de fibras

De acordo com a finalidade dos cavacos, para energia ou processamento em indústrias

de painéis, sua produção no picador deve seguir um padrão de qualidade, que visa a

uniformidade das dimensões (comprimento-largura-espessura). Este parâmetro é definido

como um padrão de qualidade de conversão madeira-cavaco (CASEY, 1980).

Segundo Belini et al. (2008), na fabricação de chapas de MDF, a espessura dos

cavacos de madeira pode exercer grande influência na efetividade da etapa de aquecimento,

tornando a lignina plástica e promovendo a separação das células da madeira na região da

lamela média nos discos de refinação. Além disso, a densidade da madeira também exerce

influência sobre a capacidade de resistência.

Os cavacos de maiores dimensões (retidos na peneira 40 mm) sofrem aquecimento

parcial gerando feixes de fibras após o desfibramento e os cavacos de dimensões reduzidas

(retidos na peneira 3,35 mm e fundos) adquirem coloração escura no aquecimento,

prejudicando a qualidade aparente das chapas.

Portanto, os cavacos de maiores dimensões retornam ao fluxo de fabricação e os

menores são destinados à queima e a geração de energia. O percentual de retenção de cavacos

de madeira em cada peneira deve ser analisado sistematicamente, regulando-se o picador

quando ocorrer elevados percentuais de retenção nas peneiras de aberturas extremas (BELINI

et al.; 2008).

Quanto ao uso do cavaco para produção de celulose são exigidos cavacos uniformes

em suas dimensões, com comprimento entre 2, 5 e 2,8 cm e espessura de 3 a 4 mm. A

espessura tem maior importância que o comprimento, devendo ter aproximadamente 15% do

comprimento. Cavacos muito grandes são mais difíceis de serem digeridos pelo licor, e como

resultado ficam sub-cozidos, o que aumenta o teor de rejeitos e a lignina residual na celulose.

E cavacos muito pequenos, misturados com cavacos normais são super-cozidos, levando a

34

uma diminuição do rendimento e das resistências físico-mecânicas da celulose ((KLOCK,

2000).

Outro aspecto importante refere-se à avaliação adequada da massa específica básica do

cavaco, que afeta especialmente o rendimento volumétrico do processo, penetração do licor

de cozimento, tempo de cozimento e qualidade da celulose (KLOCK, 2000; QUEIROZ et al.,

2004).

4.4 Caldeiras de baixa pressão para produção de vapor

O vapor de água tem sido usado desde o início do desenvolvimento industrial para a

geração, transporte e utilização de energia. Além de ser um recurso de fácil disponibilidade, a

água, na forma de vapor possui um alto teor de energia por unidade de massa e volume e

condicionada à determinada pressão e temperatura, permite a utilização como fonte de calor

com pressões de trabalho toleráveis para a tecnologia disponível (BIZZO, 2005).

Sua aplicação se destina a secadores, trocadores de calor e a outros processos

térmicos. E para tal fim, requer o uso de equipamentos eficientes para a sua geração, no caso,

o uso de caldeiras constituídas de chapas e tubos. Sua finalidade é aquecer a água e passá-la

do estado líquido para o gasoso, com aproveitamento do calor liberado pela queima do

combustível e aquecimento das partes metálicas da mesma, transferido calor à água, que se

converterá em vapor (LEITE e MILITÃO, 2008).

A definição de caldeira a vapor proposta por Brasil (1978) refere-se ao conjunto de

equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob pressão superior à atmosférica,

utilizando qualquer fonte de energia, excetuando-se os refervedores e equipamentos similares.

Para tal é estabelecida uma pressão máxima de trabalho permitida - PMTP ou pressão máxima

de trabalho admissível – PMTA, referente ao maior valor de pressão compatível com o código

de projeto, a resistência dos materiais utilizados, as dimensões do equipamento e seus

parâmetros operacionais.

O controle desta pressão é feito pelo controle mecânico de ação direta, através do

controle da temperatura (BIZZO, 2005). E para segurança de sua utilização, as válvulas de

segurança devem estar com pressão de abertura ajustada em valor igual ou inferior a PMTA.

Além disso, é necessária a fácil visualização do instrumento que indique a pressão do

vapor acumulado; do injetor ou outro meio de alimentação de água, independente do sistema

35

principal, em caldeiras com combustível sólido; do sistema de drenagem rápida de água, em

caldeiras de recuperação de álcalis; e do sistema de indicação para controle do nível de água

ou outro sistema que evite o superaquecimento por alimentação deficiente (BRASIL, 1978).

As caldeiras são classificadas em dois tipos básicos, sendo eles aquatubulares e

flamotubulares. Nas caldeiras flamotubulares, os gases quentes passam por dentro de tubos,

ao redor dos quais está a água a ser aquecida e evaporada. E nas aquatubulares, a circulação

de água ocorre por dentro dos tubos e os gases quentes circulam externamente. A primeira

caldeira é aplicada apenas para pequenas capacidades e quando se quer vapor saturado de

baixa pressão. E a segunda, além de ser a mais empregada, permite maior obtenção de vapor

superaquecido, para insta1ações de maior porte (LEITE e MILITÃO, 2008).

E de acordo com a pressão de trabalho, as caldeiras classificam-se em baixa (até 20

kgf/cm²), média (de 20 a 70 kgf/cm²) e alta pressão (acima de 70 kgf/cm²). A de baixa pressão

produz vapor apenas para consumo próprio. Já as de média e alta pressão trabalham com a

cogeração de energia (ANSELMI, 2006).

36

5 MATERIAIS E MÉTODOS

5.1 Localização e caracterização da área de estudo

Durante a realização do estágio foi possível acompanhar diversas atividades realizadas

pela MOBASA, do conglomerado Battistella, localizada no município de Rio Negrinho, no

planalto Norte do estado de Santa Catarina, de acordo com a Figura 1, entre as quais se

destacam:

- Inventário de biomassa e produção de cavacos em fazendas de pós-corte raso.

- Processamento dos dados de inventário florestal;

- Controle do volume de cavaco transportado pelos caminhões;

- Comercialização de toras e cavaco;

- Preenchimento de documentos e Questionário de Avaliação de Funcionários (QAF);

- Funcionamento da caldeira de baixa pressão;

- Secagem de madeira serrada em estufas.

Contudo, as principais atividades se concentraram no setor de cavacos, relacionados à

quantificação da biomassa florestal no campo, qualidade da madeira, produção e rendimento

em cavaco a partir de diferentes fontes de biomassa florestal e a comercialização do cavaco,

envolvendo experimentos desenvolvidos no campo, em laboratório e na indústria,

pertencentes à MOBASA.

Figura 1. Mapa de localização do município de Rio Negrinho.

37

O município possui área total de 908 km², com coordenadas geográficas de latitude

26º15’01” Sul e longitude 49º31’06” Oeste e altitude de 792 metros. A rodovia BR-280, que

corta seu perímetro urbano, dá acesso aos Portos de Itajaí e

São Francisco do Sul. Além disso, localiza-se próximo a dois grandes centros urbanos, a 92

km de Joinville (SC) e a 120 km de Curitiba (PR) (PREFEITURA DE RIO NEGRINHO,

2010).

O clima predominante, segundo Köppen, é o do tipo Cfb – mesotérmico, subtropical

úmido, com verões frescos, sem estação seca, e freqüentemente apresentando geadas severas

(SETTE JUNIOR et al., 2004).

5.2 Quantificação da biomassa florestal

Para a quantificação da biomassa florestal, foram consideradas três idades de

intervenção cultural, sendo os povoamentos de 11 anos sob o primeiro desbaste e as idades de

24 e 31 anos sob corte raso. A Tabela 2 apresenta uma breve descrição das fazendas em que

os estudos foram implantados, em termos de cobertura de ocupação.

Tabela 2. Fazendas de estudo para quantificação da biomassa florestal.

Estado Município Fazenda Área total (ha)

Área de pinus (ha)

Inicial Atual

(jun/2010)

Santa Catarina Rio Negrinho Cerro Azul 2434,22 331,88 331,88

Santa Catarina Rio Negrinho Boa Vista II 173,10 91,71 46,57

Paraná Agudos do sul Taquara Liza 277,03 156,68 33,52

E na Tabela 3, são apresentados os dados dendrométricos e de manejo aplicados aos

povoamentos usados no estudo.

Tabela 3. Dados dendrométricos e de manejo dos povoamentos em estudo.

Fazenda Idade Interveção

cultural

Núm.

árv/ha

Árvores

removidas/ha

DAP

médio

(cm)

Altura

média

total

(m)

Altura

média

comercial

(m)

Cerro Azul 11 Primeiro

desbaste

2000 526 17,77 12,22 10,60

Boa Vista II 24 Corte raso 417 417 34,79 30,83 26,28

Taquara Liza 31 Corte raso 406 406 37,93 32,06 28,82

38

Para cada povoamento, demarcou-se uma área de 10x10m, na qual foram selecionadas

e derrubadas quatro árvores aleatoriamente. Em grande parte dos povoamentos, tanto o

desbaste quanto o corte raso são mecanizados. Deste modo, deixou-se um toco de 10

centímetros como padrão. Para cada árvore, foram retirados e pesados separadamente todos os

galhos, acículas e copa (parte do fuste com diâmetro inferior a oito centímetros), com o uso de

uma balança manual de 150 kg e precisão de 5 kg, segundo a Figura 2. Em seguida, os dados

coletados passaram por análise estatística através do software Statistica, considerando 5% de

probabilidade de erro e com um delineamento experimental inteiramente casualizado

composto de três idades e 12 repetições, a fim de estimar a biomassa total em termos de

quilos por árvore e da quantidade de biomassa retirada em cada método de intervenção, em

toneladas por hectare. Para os galhos e copas, foi estimado o volume em metro estéreo, para

obter um comparativo com a próxima etapa de quantificação após o corte raso.

Figura 2. Quantificação da biomassa florestal, englobando acículas (a), galhos (b) e copa, em

povoamentos de Pinus taeda com idades de 11, 24 e 31 anos.

5.3 Determinação dos Fatores de Conversão – Biomassa florestal - Cavaco

5.3.1 Fatores de conversão

A empresa comercializa cavacos tanto em toneladas quanto em metros cúbicos. Deste

modo, trabalham com fatores de conversão de metro cúbico para toneladas, a fim de definir

preços e calcular a viabilidade de venda em um ou outro modo.

a b

39

A fim de aferir os fatores utilizados pela empresa e obter novos fatores, ainda

inexistentes, foram feitos testes para cavaco limpo e cavaco sujo, provenientes de toras de

processo ou resíduos coletados no campo.

Na primeira etapa avaliaram-se os fatores obtidos para cavaco sujo. Na Fazenda São

Pedro II foram montadas quatro pilhas superiores a um metro estéreo cada, sendo duas

produzidas com toras de processo (diâmetro entre oito e 14 cm) e duas de resíduos coletados

no campo, após o corte raso (parte do tronco com diâmetro inferior a 8 cm, tocos, pedaços de

toras, galhos). Para cada pilha mediu-se o volume em estéreo, que passou pelo picador,

carregando uma caixa de três metros cúbicos. Com isso, foi possível calcular o fator de

conversão do metro estéreo de lenha em metro cúbico de cavaco, como disposto na Figura 3.

Figura 3. Medição do volume estéreo de biomassa (a) e toras de processo (b), picagem (c) e

carregamento da caixa para teste (d).

A segunda etapa foi destinada à determinação do fator para cavaco limpo.

Inicialmente, toras de processo de Pinus elliottii (diâmetro de oito a 14 centímetros)

a b

c d

40

provenientes de duas carretas foram cubadas, o que possibilitou determinar o fator de

conversão do metro estéreo de lenha em metro cúbico, conforme a Figura 4.

Figura 4. Cubagem de toras de processo destinadas à produção de cavaco.

Após a cubagem, as toras foram descascadas e picadas, com velocidade do picador de

35 m/s, realizando o carregamento de uma caçamba, para obter o volume, em metros cúbicos

de cavaco limpo produzido, como o indicado na Figura 5. Isto gerou uma relação entre o

volume em metro estéreo e cúbico de toras em metro cúbico de cavaco. As cargas foram

pesadas em diferentes etapas do estudo, permitindo a estimativa do peso de casca e outros

resíduos existentes.

Figura 5. Picagem de toras de processo de Pinus elliottii para definição dos fatores de

conversão.

A terceira etapa foi realizada em uma empresa terceirizada, que faz o descascamento e

picagem das toras de processo, através de um picador fixo. Neste caso, foram determinadas

três classes granulométricas para o cavaco, segundo a velocidade de corte do picador, de 45

m/s, 25,5m/s e 10m/s, indicados na Figura 6. E dentro de cada classe, realizadas três

41

repetições. Para cada repetição foi medido um metro estéreo de tora, as quais foram pesadas,

descascadas em descascador do tipo tambor, pesadas sem casca e picadas nas granulometrias

definidas.

O cavaco foi depositado em uma caixa de três metros cúbicos. Além da medição do

volume obtido de cavaco, houve sua pesagem para definir o peso de cavaco, descontando-se o

peso da caixa vazia.

Com estes dados foi possível definir fatores de conversão de volume de lenha, seja em

tora de processo ou biomassa, em metro estéreo para cavaco em metro cúbico; cavaco de

metro cúbico em toneladas; porcentagem de casca; e o rendimento de cavaco em tonelada e

metro estéreo, em função da granulometria do material.

Figura 6. Granulometrias do cavaco obtidos com velocidades de corte de 45, 25,5 e 10 m/s,

variando do mais grosso para o mais fino. a) Material agrupado. b) Partículas individuais.

Para a determinação do fator de conversão de lenha, em metro estéreo para cavaco, em

metro cúbico, utilizou-se a seguinte equação:

VsVcFl

Onde:

Fl= fator de conversão (metro estéreo de lenha para metro cúbico de cavaco);

Vc= volume de cavaco, em metro cúbico (m³).

Vs= volume de lenha, em metro estéreo (st);

a b

42

Em seguida, com os dados de volume em metro estéreo de cavaco e o respectivo peso,

em toneladas, foi calculado o fator de conversão do metro estéreo em toneladas de cavacos

através da seguinte equação:

PtVcFc

Onde:

Fc= fator de conversão (metro estéreo de cavaco para toneladas de cavaco);

Vc= volume de cavaco, em metro cúbico (m³);

Pt= peso de cavaco, em toneladas (t).

5.3.2 Massa específica aparente dos cavacos

Como os picadores utilizados na indústria e na empresa terceirizada diferem quanto ao

período de uso e fabricante, o cavaco produzido entre eles é distinto, mesmo tratando-se de

material proveniente da mesma fazenda. Deste modo, tomaram-se três amostras de cada local

de picagem, as quais foram pesadas em recipiente com volume definido. Outra amostra de

cada material foi usada para determinação da umidade. Com isso foi estimada a massa

específica aparente, em gramas por centímetro cúbico (g/cm³) existente para o cavaco,

considerando os três picadores, sendo eles, o picador móvel, da indústria e da empresa

terceirizada. Os dados passaram por análise estatística através do software Statistica,

considerando um delineamento experimental inteiramente casualizado, com doze repetições e

95% de probabilidade de acerto. Para o cálculo utilizou-se a seguinte equação:

%

%

Vu

MuMEap

Onde:

MEap= massa específica aparente em um dado teor de umidade (g/cm³);

Mu%= massa de cavaco em um dado teor de umidade (g);

Vu%= volume de cavaco em um dado teor de umidade (cm³).

Esta determinação é importante, pois auxilia na seleção ideal da granulometria do

cavaco a ser produzido, em caso de venda por tonelada ou metro cúbico. E para Rezende et al.

(1988), é possível obter a massa específica aparente tanto da madeira, quanto do cavaco em

função da umidade do material de uma forma bem geral. Isto significa que a partir de uma

43

única relação entre massa e volume em determinada umidade, pode-se obter qualquer outra

relação independente da espécie.

Os fatores de conversão obtidos foram comparados aos utilizados pela empresa

atualmente, auxiliando em possíveis mudanças nas metodologias de venda, especialmente

quanto às vantagens de venda em metro cúbico ou tonelada.

5.4 Determinação da umidade dos cavacos

Na empresa, na área de produção e consumo de cavaco sujo (com casca) é feito um

controle visual e indireto da umidade do material, a fim de manter a queima uniforme dos

resíduos na caldeira. E para os cavacos limpos, as empresas que compram o material são as

que fazem o controle de umidade. Sendo assim, buscou-se avaliar o teor de umidade,

especialmente do cavaco sujo, proveniente do campo, utilizados na caldeira, a fim de manter

um controle mais rigoroso do processo. Para cada carga que chegava à fábrica, com cavacos

recém picados nas florestas ou provenientes de indústrias que fazem a picagem dos mesmos

foi coletada uma amostra de aproximadamente cinco quilos, de diferentes pontos da pilha, da

qual foram retiradas três amostras de aproximadamente 250g cada, como o disposto na Figura

7.

Figura 7. Coleta de amostras de cavaco para a determinação do teor de umidade do material

recém chegado.

Primeiramente foram pesados os recipientes secos, a quantidade de material da

amostra e colocados em estufa a 103+-2°C até atingir peso constante. Após este período, o

44

conjunto de recipiente e amostras secos eram pesados novamente. O cálculo para a

determinação do TU baseou-se na norma NBR 14929, através da seguinte equação:

100)(

Pu

PsPuTU

Onde:

TU= teor de umidade da amostra (%);

Pu= peso úmido da amostra (g);

Ps= peso absolutamente seco da amostra, com 0% de umidade (g).

A análise estatística dos dados foi feita através do software Statistica, considerando

um delineamento experimental inteiramente casualizado para seis tipos de materiais coletados

em quatro meses de estudo, ao nível de 5% de probabilidade de erro.

5.5 Determinação da qualidade da madeira

Como a empresa atua na venda de toras de diferentes sortimentos e na produção de

madeira serrada em indústria própria, torna-se importante determinar a densidade da madeira

com a qual se trabalha, uma vez que a mesma varia em função da posição ao longo do tronco

e da idade das árvores. Deste modo, possui aplicação diferenciada conforme a densidade

obtida.

As mesmas árvores utilizadas para a quantificação da biomassa florestal foram

destinadas à determinação da massa específica básica da madeira (MEB). Em cada árvore

mediu-se o diâmetro à altura do peito (DAP), a altura total e altura comercial (com diâmetro

mínimo de corte de oito centímetros). E a partir disso, retiraram-se discos com três

centímetros de espessura nas alturas da base, DAP, 25%, 50%, 75% e 100% da altura

comercial. Para a determinação da MEB, seguiu-se o método da balança gravimétrica,

segundo a norma NBR 11941 da ABNT. Dos discos foram tomadas as medidas de diâmetro

cruzado e, em seguida obtidas secções de cinco centímetros de largura e que seguiam de um

lado ao outro do disco passando pela medula, no maior comprimento do disco, segundo a

Figura 8.

45

Figura 8. Seleção, derrubada (a), corte dos discos ao longo do tronco (b, c) e obtenção das

secções para imersão em água (d).

Estas secções foram imersas em água até atingirem o ponto de saturação das fibras

(completa imersão). Em seguida, cada secção foi mergulhada em um recipiente contendo água

colocado sobre uma balança de 5 kg de precisão e sensibilidade de 0,1g, presa por uma haste

até submersão completa para evitar que ela tocasse nas paredes ou no fundo do recipiente. O

peso marcado na balança refere-se ao peso da madeira completamente saturado ou seu

volume verde (de acordo com a densidade da água 1g=1cm³). As secções foram removidas da

haste, secas e colocadas em estufa a (105+- 2)°C até atingirem massa constante. Após serem

resfriadas, envoltas em filme plástico, uma nova pesagem foi efetuada, referindo-se à massa

seca em estufa (g).

O cálculo da massa específica básica baseou-se na seguinte equação:

Vu

MsMEB

Onde:

MEB= massa específica básica (kg/m³);

Ms= massa seca em estufa (kg);

Vu= volume saturado da secção (m³).

b

c

a

d

46

Com base nos dados de MEB, foi possível estimar a massa específica média das

árvores. Para a sua determinação utilizou-se a seguinte equação proposta por Vital, 1984,

citado por Vale et al. (1999) e Mendes et al. (1999), que utiliza o volume entre os discos

como fator de ponderação:

1

1

1

1

N

i

i

i

N

i

i

Vs

MEBVs

MEM

Onde,

MEM= massa específica básica ponderada média da árvore (kg/m³);

Vsi= volume de cada torete entre os discos (Fórmula de Smalian)-(m³);

MEBi= massa específica básica média de cada disco (kg/m³).

5.6 Análise do rendimento da caldeira

A empresa realiza secagem controlada de madeira serrada em nove estufas, as quais

consomem, no total, aproximadamente 350 toneladas de vapor diário, com picos de máximo e

mínimo que oscilam entre 10 e 21 toneladas por hora.

O vapor utilizado provem de uma caldeira aquatubular de baixa pressão pertencente à

empresa e que funciona em período integral, com paradas semanais para a limpeza e remoção

das cinzas. A caldeira, da marca Conservit, fabricada em 1985, possui capacidade de pressão

de 21 kgf/cm² e trabalha com pressão de 12 kgf/cm².

Para a produção de calor são queimados cavacos sujos provenientes das florestas,

cavaco limpo, serragem e cascas oriundas da indústria, sendo que a proporção entre eles varia

conforme a disponibilidade do material e a umidade em que se encontram. Quanto mais

úmido estiver o material, em geral acima dos 40% de umidade, menor é a eficiência da

queima e quantidade de vapor gerado e menor é a pressão de vapor dentro da caldeira,

exigindo alimentação com material mais seco.

Deste modo, buscou-se avaliar o rendimento da caldeira em toneladas de vapor gerado

por tonelada de cavaco consumido, considerando apenas o cavaco oriundo da Fazenda Boa

Vista II, sem que houvesse a mistura deste material com casca e serragem provenientes da

indústria, uma vez que não havia como quantificá-los.

47

Para o teste foram utilizadas duas cargas de cavaco, compreendendo 21,43 toneladas e

com teor de umidade de 30%. Após a limpeza da caldeira, deu-se início ao teste com a

contagem do tempo de queima do cavaco e quantidade de vapor produzido. O cálculo de

rendimento baseou-se na seguinte equação:

Tc

TvRv

Onde,

Rv= rendimento em toneladas de vapor produzido por tonelada de cavaco consumido;

Tv= toneladas de vapor produzido;

Tc= toneladas de cavaco consumido.

Além disso, foi possível estimar a quantidade de cargas de cavaco necessárias por dia

para atender o consumo da caldeira, com base nas características do cavaco utilizado.

5.7 Revisão e atualização dos Procedimentos Operacionais Padronizados (POP’s)

Os Procedimentos Operacionais Padronizados (POP’s) são documentos onde se

registram procedimentos para a realização de atividades, de modo suscinto, com as instruções

sequenciais das operações e a freqüência de execução. Os POPS devem especificar o nome, o

cargo e ou a função dos responsáveis pelas atividades, medidas de segurança e equipamentos

necessários.

Para o setor de cavacos foram elaborados POP’s, que passaram pela primeira revisão

em 2009. Com as mudanças no setor em termos de produção e comercialização, houve a

necessidade de uma nova revisão.

Para isso, primeiramente foram feitas visitas a campo e acompanhamento das

atividades realizadas. Todas as atividades foram descritas detalhadamente, em termos de

etapas desenvolvidas, equipamentos necessários, medidas de segurança, irregularidades,

medidas preventivas e corretivas.

Em seguida, estas descrições foram comparadas às descritas anteriormente, realizando

as alterações e complementações necessárias.

48

5.8 Banco de dados para controle do transporte de cavaco

5.8.1 Elaboração de planilha de produção e custos da área de cavaco

Com base nos dados de produção e venda de cavaco oriundo da indústria, empresas

terceirizadas e florestas, custos e fatores de conversão obtidos do metro cúbico de cavaco em

tonelada foi elaborada uma planilha que permite comparar o rendimento líquido obtido pela

venda do cavaco limpo e sujo para as diferentes empresas consumidoras. E, assim, definir

rotas de vendas que propiciem melhor retorno econômico.

5.8.2 Trabalho de logística para utilização de caminhões

O transporte de cavaco é realizado da indústria e de empresas terceirizadas para as

empresas consumidoras, na forma de cavaco limpo e das fazendas para a indústria e para

empresas terceirizadas, na forma de cavaco sujo. Deste modo, necessita de caminhões para

realizar o transporte do material, que o realizam de modo alternado entre diferentes locais.

Para melhor visualizar e planejar o destino dos caminhões foi elaborado um

cronograma com o destino diário dos caminhões e que teve como base os dados quantitativos

de venda de cavaco para os respectivos consumidores e que respeite a rotatividade dos

caminhões, conforme o preço dos fretes e disponibilidade de carga.

5.8.3 Banco de dados sobre volume de cargas de cavaco

Quando a venda do cavaco é feita em metro cúbico, é necessário ter a medida correta

de volume das carretas que transportam o material. Cada empresa que compra o cavaco faz a

medida de volume, porém observam-se diferenças entre as mesmas.

Com isso, os caminhões que fazem o transporte pela Battistella foram cubados e

tiveram suas medidas repassadas para o programa AutoCAD 2D e 3D, obtendo-se o volume e

desenho das cargas, que foram repassados aos motoristas e à empresa, a qual passou a ter um

banco de dados com volumes das carretas mais precisos. Apesar de existir um complemento

dos valores conforme a medida tomada nas empresas que o recebem.

49

6 RESULTADOS E DISCUSSÃO

6.1 Quantificação da biomassa florestal

As Figuras 9, 10 e 11 demonstram a quantidade de biomassa florestal produzida por

árvore e por hectare, nos povoamentos de Pinus taeda, aos 11, 24 e 31 anos de idade e a

quantidade extraída por hectare, nas intervenções de primeiro desbaste e corte raso.

Figura 9. Quantidade de biomassa florestal produzida por árvore de Pinus taeda, aos 11, 24 e

31 anos de idade, em quilogramas por árvore (kg/árv).

Figura 10. Quantidade de biomassa florestal total produzida em povoamentos de Pinus taeda,

aos 11, 24 e 31 anos de idade, em toneladas por hectare (t/ha).

50

Figura 11. Quantidade de biomassa florestal extraída de povoamentos de Pinus taeda, aos 11,

24 e 31 anos de idade, em toneladas por hectare (t/ha).

De acordo com a Figura 9, nas três idades analisadas a maior quantidade de biomassa

encontra-se nos galhos, seguida das acículas e copa. E para o acúmulo de biomassa, as árvores

de 24 anos apresentam o maior acúmulo de resíduos totais, seguidas da idade de 31 e 11 anos.

Aos 11 anos a árvore está no início do crescimento vegetativo, logo o acúmulo de

biomassa total ainda é reduzido, quando comparado às demais idades. E entre os diferentes

componentes, observa-se a maior proporção de acículas em relação aos outros materiais,

devido ao fato de estar na fase juvenil, em que o crescimento é acelerado, do tipo

exponencial. Para isso, requer maior quantidade de acículas, para atingir elevada atividade

fotossintética. Para os 24 e 31 anos, destaca-se a maior proporção de galhos.

Já, ao considerar o montante total de biomassa disponível nos povoamentos, observa-

se através da Figura 10 que aos 11 anos, o povoamento apresenta maior acúmulo de biomassa

por hectare, uma vez que possui um maior número de árvores.

Caso fosse considerado o mesmo número de árvores por hectare a tendência era

acontecer um incremento em biomassa conforme definido por Leite et al. (1997), sendo que,

com o aumento a densidade populacional, a biomassa total por unidade de área aumenta

(limitada pela capacidade máxima de produção do sítio e com tendência decrescente com a

idade do povoamento), ao passo que a produção de biomassa total por indivíduo diminui,

mas, com elevação da alocação de fotoassimilados no tronco.

Na Figura 11, as proporções de biomassa disponíveis em cada idade de intervenção

assemelham-se ao obtido na Figura 9, no entanto, difere em função das causas da sua

ocorrência. Além da idade das árvores, a intensidade do desbaste e corte raso interferem sobre

51

a quantidade de biomassa disponível. Como o número de indivíduos a serem removidos em

cada idade são muito próximos, a quantidade total por hectare assumiu a mesma proporção

entre os diferentes componentes encontrada para as árvores individualmente.

Os dados coletados de quantidade de biomassa florestal produzida por árvore e por

povoamento nas três idades estudadas e a quantidade retirada por hectare, nas intervenções de

primeiro desbaste e corte raso passaram por análise estatística, apresentada nas Tabelas 4 e 5.

Tabela 4. Quantidade de biomassa florestal produzida por árvore e por povoamento de Pinus

taeda com 11, 24 e 31 anos de idade.

Idade

Peso de biomassa (kg/árvore) – (t/ha)

Árvores/ha Acículas Galhos Copa Total

11 2000 21 a 31,0 a 63 b 91,3 a 7 b 9,9 a 91 a 132,2 a

24 417 23 a 9,5 b 146 a 60,8 a 7 b 3,0 b 176 a 73,2 ab

31 406 29 a 11,9 b 118 ab 48,0 a 15 a 6,0 ab 162 a 66,0 b

Nota: Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem significativamente pelo teste

de médias de Tukey, ao nível de 5% de probabilidade de erro.

Em relação à quantidade de biomassa produzida por árvore, o peso total de acículas

não diferiu entre as idades. Porém, aos 24 e 31 anos houve o maior acúmulo de galhos, com

146 e 118 toneladas e as menores quantias de copa, com três e seis toneladas,

respectivamente. Apesar da diferença entre os componentes da biomassa, a quantidade total

gerada não diferiu entre as idades.

Tabela 5. Quantidade de biomassa florestal retirada dos povoamentos de Pinus taeda com 11,

24 e 31 anos, devido aos processos de primeiro desbaste e corte raso.

Idade Interveção cultural Árvores removidas/ha

Peso de biomassa (t/ha)

Acículas Galhos Copa Total

11 Primeiro desbaste 526 11 a 33 a 4 a 48 a

24 Corte raso 417 10 a 61 a 3 a 73 a

31 Corte raso 406 12 a 48 a 6 a 66 a



Ao considerar a disponibilidade da biomassa em função das intervenções culturais,

observa-se que a maior quantidade ocorre nos povoamentos de 24 anos, seguidos dos de 31

anos, com valores de 73 e 66 t/ha. Tais valores assemelham-se ao encontrado por Brand et al.

(2009), ao quantificarem a biomassa florestal em povoamentos de Pinus taeda, no município

de Bocaina do Sul, Santa Catarina, onde encontraram valores de 10, 27 e 8 t/ha de acículas,

galhos e copa para povoamentos com 12 anos; 19, 38 e 7 t/ha aos 16 anos, sob o segundo

52

desbaste e 27, 63 e 4 t/ha aos 24 anos, sob corte raso, para os mesmos materiais,

respectivamente.

Os mesmos coincidem ao apresentado por Witschoreck (2008), com valores de 9,7

t/ha para acículas e 23,6 t/ha de galhos, para povoamento sobre o primeiro desbaste aos 10

anos. E para povoamentos de 25 e 29 anos, sobre corte raso, encontrou quantidades de 7,8 t/ha

de acículas e 28 t/ha de galhos para o primeiro e 7,6 t/ha de acículas e 26,8 t/ha de galhos,

para o segundo.

Desse total, destaque é dado aos galhos, por se tratarem do principal material a ser

retirado das floretas após o corte raso, com destino à produção de cavaco para geração de

energia. Desta forma, evidencia-se a necessidade de maior aproveitamento do material,

especialmente em povoamentos após o primeiro desbaste, que disponibiliza quantidade

significativa.

Os povoamentos de 24, 31 e 11 anos, compreendem 61, 48 e 33 t/ha de galhos,

respectivamente e que representam de 84 a 69% da biomassa total. Com a inclusão da copa,

que também é aproveitada para a produção de cavacos, as porcentagens de material

aproveitável atingem os 88, 82 e 77%, para os mesmos povoamentos.

Por fim, ao considerar a área total com plantio de pinus, existe um total de 15.930,

3.400 e 2.212 t de biomassa para os povoamentos de 11, 24 e 31 anos. E deste total, a porção

aproveitável destinada à produção de cavacos, em função das intervenções culturais é de

12.282, 2.981 e 1809 t, para os respectivos povoamentos.

6.2 Fatores de conversão de cavaco

6.2.1 Rendimento do cavaco nas fazendas

Na Tabela 6 estão dispostos os dados do fator de conversão do metro estéreo de lenha

para metro cúbico de cavaco, determinado para a biomassa e toras de processo coletadas em

área de pós-corte raso, considerando a espécie de Pinus taeda.

53

Tabela 6. Fator de conversão (Fl) do metro estéreo de lenha para metro cúbico de cavaco para

biomassa e toras de processo.

Material Diâmetro de entrada Volume do material

com casca (st)

Volume cavaco

sujo (m³)

Fl (m³/st)

Biomassa < 8 cm 1 0,9 0,90

Tora de processo 8-14 cm 1 1,35 1,35

Os fatores obtidos nas análises mostram-se inferiores ao utilizado atualmente pela

empresa, de 1,5, ou seja, é produzido um metro cúbico e meio de cavaco a partir de um metro

estéreo de lenha.

Para a biomassa, os galhos coletados eram muito finos, havendo muito espaço vazio

entre eles. Logo, a quantidade de matéria existente é reduzida. Ao passar pelo picador, mesmo

com o aumento do volume ocupado pelos cavacos, este não chegou a ultrapassar o volume

estéreo ocupado pelos galhos, o que resultou em um fator de conversão inferior a 1.

Já as toras de processo possuem diâmetro superior, além de comprimento uniforme

entre as toras. Logo, a porcentagem de espaço vazio na pilha é menor que o encontrado para

biomassa. Ao ser convertido em cavacos, maior quantidade de matéria é gerada por unidade

de volume. Associa-se a isso o espaço vazio entre os cavacos, que é maior ao existente para o

material antes da picagem, gerando um volume superior ao da pilha em estéreo.

Estes fatores podem variar em função do local de coleta do material, pela sua

espessura e uniformidade.

6.2.2 Rendimento de toras de processo em cavaco

Os dados a seguir, na Tabela 7, provem da cubagem e picagem de toras de processo

(diâmetro de 8-14 cm) provenientes da Fazenda Buddemayer e correspondem à espécie de

Pinus elliottii.

Tabela 7. Cubagem de toras de processo de povoamento de Pinus elliottii, destinados à

produção de cavaco e perdas referentes ao transporte e armazenamento do material.

Volume Volume Fator de conversão Peso inicial Peso final Perda em peso

(st) (m³) (st/m³) (t) (t) (t) (%)

48,38 31,60 1,53 30,95 28,64 2,31 7,5

O fator de conversão obtido, de 1,53 mostrou-se superior ao usado pela empresa, de

1,4 e ao apresentado por Nock (1976), de 1,28. Estes são mais indicados para toras com

54

diâmetro acima de 14 cm, uma vez que o volume de madeira que preenche um metro estéreo é

maior. Para as toras de processo, estão inclusos, muitas vezes, galhos, tocos e toras

irregulares, que aumentam o número de espaços vazios entre as peças e, consequentemente,

elevam o fator de conversão. Neste caso, o volume cubado para galhos correspondeu a 2,25%

do volume total.

Além disso, a própria espécie possui maior proporção de galhos, troncos rachados e

toras irregulares do que a espécie de Pinus taeda, que representa a maior parte dos

povoamentos pela empresa e que são avaliadas pelo fator de 1,4.

O mesmo também varia em função da qualidade e idade dos povoamentos dos quais as

toras são retiradas. Em povoamentos em fase de desbaste, existe menos proporção de

resíduos, que podem contaminar a uniformidade do conjunto de toras. Já em corte raso, o

número de contaminantes, sejam eles, galhos, tocos e pedaços de toras são mais freqüentes.

Quanto ao peso do material amostrado, houve uma perda de 7,5% entre o

descarregamento das toras do caminhão no pátio, cubagem e o novo carregamento até o

picador. Esta perda refere-se à queda de cascas, galhos pequenos e perda de umidade durante

o tempo de medição. E equivale à perda ocorrida entre o transporte das toras das fazendas até

o picador, que permanece no pátio até o momento da picagem. A não ser em caso de

descarregamento direto na mesa alimentadora do picador, mas que acaba sendo removido

durante o descascamento.

Em seguida, na Tabela 8 são avaliados os dados de conversão das toras em cavaco.

Tabela 8. Conversão de toras em cavaco, para toras de processo provenientes de povoamento

de Pinus elliotti.

Toras de processo Cavaco Fatores de conversão

Volume (st) Volume (m³) Volume (m³) Fl (m³/st) m³ cavaco/m³ tora

48,38 31,60 71,38 1,48 2,26

A partir da Tabela 8, destaca-se a produção 1,48 m³ de cavaco a partir de 1 st de tora,

assim como a produção de 2,26 m³ de cavaco provenientes de 1 m³ de tora, uma vez que em

para preencher 1 m³ de tora são necessários 1,53 st de tora, como o discutido na tabela

anterior.

A empresa não dispunha de dados fixos para estas relações, o que torna estes dados os

mais próximos do real obtidos até o presente momento. Logo, na Tabela 9, é dado

continuidade à definição dos fatores.

55

Tabela 9. Fatores de conversão para cavaco, provenientes de toras de Pinus elliottii, em

termos de metro cúbico em toneladas e perdas referentes ao processamento do material.

Volume Peso Fc Peso inicial Peso final Perda em peso

(m³) (t) (m³/t) (t) (t) (t) (%)

71,38 24,82 2,88 28,64 24,82 3,82 13,3

Segundo o fator FC obtido, são necessários 2,88 m³ para produzir uma tonelada de

cavaco, considerando a umidade de 50%. Conforme a umidade o material reduz, o seu peso

também reduz, gerando fatores mais elevados. Ou seja, é necessário um maior volume de

cavaco para atingir uma tonelada. A partir desse fator é possível calcular o rendimento de

cargas de cavaco em metro cúbico e em toneladas, determinando a maneira mais viável

economicamente para comercialização do material.

Como a medição do volume foi tomada logo após o carregamento, o mesmo tende a

reduzir até chegar ao destino final, devido à compactação que sofre ao longo do caminho. O

volume referido no local de descarregamento foi de 1,93%, conferindo um Fc de 2,82.

O mesmo equivale ao avaliado através de um levantamento para os picadores das

fazendas, indústria e terceirizado. Na fazenda, o cavaco sujo, com umidade inferior a 40%,

gera um Fc de 3,1. E na indústria e empresa terceirizada, o cavaco limpo verde, com umidade

acima dos 45% produz Fc de 2,64 e 2,31, respectivamente. Como o material utilizado nas

fazendas provém da coleta de resíduos, os cavacos são mais desuniformes, acarretando em

maior número de espaços vazios. Além disso, por estar mais seco, torna-se mais leve,

necessitando de maior quantidade de biomassa para obter uma tonelada.

Por sua vez, o cavaco da indústria e da empresa terceirizada possui teores de umidade

elevados, resultando em maior peso do material. Porém, diferem entre si quanto à

granulometria do cavaco produzido. Na indústria, o cavaco é menor que o da empresa

terceirizada, formando mais espaços vazios entre as partículas e reduzindo a quantidade de

massa por unidade de volume. Logo, necessita de um maior volume de cavaco para atingir

uma tonelada.

Em consonância, a perda de massa, proveniente do período de armazenamento das

toras, transporte do pátio ao descascador e descascamento foi de 13,3%, equivalente ao

esperado, que pode chegar a 15%.

56

6.2.3 Granulometria do cavaco

Nesta etapa, as análises realizadas em empresa terceirizada forneceram dados a

respeito da influência da granulometria do cavaco sobre o volume e peso das cargas

transportadas. Ao mesmo tempo, disponibilizou informações a respeito dos fatores de

conversão Fl (m³/st) e Fc (m³/t), de acordo com as Tabelas 10 e 11 e as Figuras 12 e 13.

Tabela 10. Influência de diferentes granulometrias do cavaco sobre o volume obtido.

Granulometria

Velocidade

(m/s)

Volume tora c/c

(st)

Volume cavaco limpo

(m³)

Fl

(m³/st)

1 45 1,1 2,13 1,94

2 25,5 1,1 2,11 1,92

3 10 1,1 1,85 1,68

Na Tabela 10, o Fl encontrado entre as diferentes granulometrias do cavaco variou de

1,94, da menor classe granulométrica a 1,68, para o cavaco mais grosso. Tais fatores foram

superiores ao observado na Tabela 8, explicado especialmente pelo modo de realização do

teste, que considerou o volume de cavaco que preencheu uma caixa de 3m³. Como a

quantidade de material é limitada, durante o carregamento há pouca compactação do cavaco,

gerando volumes elevados.

Apesar disso, na Figura 12 é possível visualizar o efeito da classe granulométrica

sobre o volume de cavaco gerado.

Figura 12. Distribuição do volume de cavaco (m³) produzido nas diferentes classes

granulométricas.

57

Segundo a Figura 12, quanto maior a granulometria dos cavacos, menor é o volume

ocupado pelos mesmos. Isso em função da maior proximidade entre as partículas de madeira e

menor espaço vazio entre elas.

Quando a venda do cavaco é feita em metro cúbico, o ideal é deixá-lo na maior

granulometria, por possuir um peso mais elevado. No entanto, deve manter uma dimensão

aceita pelo comprador.

Tabela 11. Influência de diferentes granulometrias do cavaco sobre o peso obtido.

Granulometria

Velocidade

(m/s)

Volume cavaco limpo

(m³)

Peso cavaco limpo

(t)

Fc

(m³/t)

1 45 2,13 0,58 3,67

2 25,5 2,11 0,62 3,40

3 10 1,85 0,56 3,30

Os Fc que constam na Tabela 11 variaram de 3,67 na menor granulometria a 3,30 na

maior, ou seja, são necessários de 3,30 a 3,67 m³ de cavaco limpo para obter uma tonelada do

mesmo material. Tais valores também foram superiores aos calculados na Tabela 8 e

analisados diretamente nas cargas que transportam cavaco, que variaram de 2,31 a 3,1.

O mesmo é explicado pelo modo de realização do teste. Para as três granulometrias

avaliadas existe mais espaço entre os cavacos, requerendo um maior volume para atingir uma

tonelada de cavaco.

No carregamento em carretas, a mesma quantidade de cavaco usada para obter uma

tonelada encontra-se em um volume mais reduzido, devido a sua compactação.

58

Figura 13. Distribuição do peso de cavaco (t) produzido nas diferentes classes

granulométricas.

A Figura 13 indica que, quanto maior as dimensões dos cavacos, maior a quantidade

de massa por unidade de volume. Desta forma, maior é a densidade do material.

Em caso de venda de cavaco por peso, o mais indicado é produzí-los com maiores

dimensões, no entanto, respeitando as exigências do comprador. Com isso, em uma mesma

unidade de volume haverá um peso superior.

6.2.4 Massa específica aparente do cavaco

Os valores de massa específica aparente encontrados para os cavacos provenientes das

fazendas, indústria e empresa terceirizada com os respectivos teores de umidade constam na

tabela a seguir.

59

Tabela 12. Massa específica aparente (MEap) e teor de umidade para cavacos de Pinus taeda

provenientes da indústria, empresa terceirizada e fazenda.

Local Caracterização TU (%) MEap (g/cm³) TU

padrão (%)

MEap (g/cm³)

Indústria Cavaco verde limpo 47 a 0,34 a 40 0,29 ab

Empresa

terceirizada

Cavaco verde limpo 48 a 0,38 a 40 0,31 a

Fazenda Cavaco sujo 40 b 0,25 b 40 0,26 b



Na Tabela 12, primeiramente, deve-se destacar que o teor de umidade dos cavacos

representa a umidade do material de origem, uma vez que seu valor foi tomado logo após a

picagem. Neste caso, os cavacos da indústria e da empresa terceirizada encontram-se mais

verdes que o cavaco da fazenda, com teores de 47 e 48%, respectivamente e que não diferem

significativamente entre si. Isso se deve ao fato de se originar de toras de processo ou

costaneiras de toras de desdobro, que foram, em um curto espaço de tempo, transportadas das

fazendas para o local de consumo, ficando estaleiradas por um pequeno período. Além disso,

suas dimensões elevadas, com diâmetro superior a oito centímetros e comprimentos acima

dos 2,3 metros, dificultam a saída de água através das estruturas da madeira.

Por sua vez, o cavaco sujo, com 40% de umidade provem da biomassa que permanece

nos talhões após o corte raso e, devido às menores dimensões dos materiais e maior período

estocado, apresenta menor teor de umidade, a fim de entrar em equilíbrio com a umidade

ambiente.

Do mesmo modo, a MEap ou densidade a granel dos cavacos da indústria e da

empresa terceirizada nas referidas umidades, apresentou valores de 0,34 e 0,38 g/cm³,

respectivamente e que não diferiram entre si, mas distinguiram do cavaco obtido na fazenda,

com valor de 0,25 g/cm³.

Assim como o discutido no item 6.2.3, um dos possíveis fatores para tal distinção

refere-se à granulometria do cavaco produzido. A maior MEap está relaciona a maior

granulometria, pois menor é o tamanho da partícula e maior a área superficial de contato. Mas no

caso acima, o TU menor teve maior influência que a granulometria.

Outro fator está relacionado à densidade da madeira de origem. Os dados encontrados

por Belini et al. (2008) indicam que os cavacos provenientes de madeira de Eucalyptus

grandis, com 6,9 anos de idade apresentaram densidade básica de 0,432, 0,432 e 0,433 g/cm3,

60

nas amostras 1-3, respectivamente, o que indica a homogeneidade do lote de cavacos no silo

em relação às variações existentes para densidade ao longo do fuste das árvores.

Esse parâmetro de qualidade da madeira é importante na produção de painéis MDF

por estar diretamente relacionado ao fator de conversão m3 madeira/m

3 MDF. Quanto maior a

densidade da madeira utilizada, menor é o consumo de madeira para uma mesma densidade

final do painel (BELINI et al.; 2008).

Já, ao comparar os cavacos sobre o mesmo TU, nota-se que o cavaco produzido na

empresa terceirizada possui a maior MEap, de 0,31 g/cm³, mas que não diferiu do cavaco da

indústria. E a fazenda manteve a menor MEap, de 0,26 g/cm³. Com isso, pode-se indicar que a

granulometria do cavaco da indústria e da empresa terceirizada é maior que a da fazenda.

6.3 Teor de umidade dos cavacos

Os teores de umidade determinados para os cavacos e serragem analisados estão

descritos na tabela a seguir.

Tabela 13. Determinação do teor de umidade (TU) de diferentes materiais processados nas

florestas, indústria e empresa terceirizada, dados em porcentagem (%).

TU (%)

Local Material/Mês Julho Agosto Setembro Outubro

Fazenda São Pedro II Cavaco sujo 50 Aa 46 Ab - -

Fazenda Boa Vista II Cavaco sujo 41 Ab - 26 Bb 30 Bc

Fazenda Cerro Azul Cavaco sujo - 39 Ac - 37 Ab

Indústria Serragem - 48 Ab 49 Aa 47 Aa

Indústria Cavaco limpo - 44 Ab 47 Aa 38 Bb

Empresa terceirizada Cavaco limpo - 64 Aa 48 Ba 48 Ba

Nota: Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna e maiúscula na linha não

diferem significativamente pelo teste de médias de Tukey, ao nível de 5% de probabilidade de

erro.

Segundo a Tabela 13, considerando a variação de umidade dos materiais entre os

meses de análise, no mês de julho o cavaco da Fazenda São Pedro II apresentou um TU de

50%, superior ao da Fazenda Boa Vista, com 41%. Para agosto, o cavaco coletado na empresa

terceirizada apresentou o maior TU (64%), indicando que o material foi processado logo após

o corte na floresta.

61

Este teor diferiu significativamente dos cavacos da indústria, da Fazenda São Pedro II

e da serragem, os quais estiveram numa faixa de 46% (44-48%). Para o cavaco limpo e

serragem da indústria, o alto TU pode ser devido ao rápido processamento após o corte e

transporte das toras. E para o cavaco sujo, tal valor deve-se ao longo período de chuvas que

antecedeu a análise, de aproximadamente um mês.

Em setembro, os cavacos limpos da indústria, empresa terceirizada e serragem não

diferiram quanto ao TU, mas foram superiores ao cavaco da Fazenda Boa Vista II, o que

indica que este material estava a mais tempo estocado. Com TU abaixo dos 28% (ponto de

saturação das fibras), além da redução de peso, o material passa a perder volume.

Para outubro, os maiores valores de umidade estiveram para o cavaco limpo da

empresa terceirizada e para a serragem, com 48 e 47%, respectivamente, seguidos do cavaco

limpo da indústria. Este apresentou teores reduzidos em relação ao mês anterior,

assemelhando-se ao teor do cavaco sujo da Fazenda Cerro Azul, explicado provavelmente por

ser proveniente de madeira de destopo e refilo, de tábuas, que acabam perdendo umidade mais

rápido que nas toras.

Ao considerar a variação de umidade ao longo dos meses para os mesmos materiais,

observa-se redução gradual especialmente para o localizado nas fazendas, uma vez que estão

estocados nas áreas de pós-corte raso, sofrendo perda de umidade até atingir equilíbrio com a

umidade ambiente. Elevações de umidade, no caso do cavaco da Fazenda Boa Vista II, que

passou de 26 para 30% podem ser decorrentes do período de chuvas.

Para os materiais da indústria e empresa terceirizada a variação é decorrente da origem

do material, como toras de processo, intervalo entre o corte das toras nas fazendas e

processamento das peças, madeira de destopo e refilo e condições climáticas.

6.4 Qualidade da madeira

A partir da Figura 14 é possível analisar a variação da MEB (kg/m³) ao longo do

tronco nas diferentes posições longitudinais para as árvores de Pinus taeda nas idades de 11,

24 e 31 anos.

62

Figura 14. Variação da massa específica básica (MEB) da madeira ao longo do tronco, para

povoamentos de Pinus taeda, com 11, 24 e 32 anos de idade.

Em relação à MEB da madeira nas idades analisadas, na Figura 14, observa-se uma

redução gradual da base para o topo e um aumento em função da idade, assim como o

observado por Valério et al. (2008), em estudos com a espécie de Cedrella fissilis, de 481 a

379 kg/m³, e por Quaquarelli et al. (2002), para a espécie de Pinus taeda, em povoamentos de

22 e 25 anos de idade, com variação de 504 e 318 kg/m³, da base para o topo.

Em geral, a madeira mais próxima à base, com maior diâmetro e maior presença de

lenho adulto mantém densidades mais elevadas e na região próxima ao topo, com maior

proporção de lenho juvenil, com células de paredes mais finas e lúmen maior a densidade

reduz.

Com base nas curvas obtidas, estão descritos na Tabela 14, modelos de regressão

linear que expressam o comportamento da MEB em função da posição longitudinal (PL), com

seus respectivos coeficiente de determinação (r²), erro padrão da estimativa (Sxy) e teste de

significância (F), para as três idades de estudo.

Tabela 14. Modelos de regressão lineares ajustados para estimar a massa específica básica da

madeira (MEB), em quilogramas por metro cúbico (kg/m³) de Pinus taeda em função das

diferentes posições longitudinais no tronco nas idades de 11, 24 e 31 anos.

Idade Equação r²

Sxy

(kg/m³) F

11 MEB= 4,18925*PL^2-53,75497*PL+479,72032 99,19 13,66 0,00*

24 MEB= -2,29401*PL^2-0,87658*PL+454,00217 87,66 1,32 0,00*

31 MEB= -2,60656*PL^2-15,42901*PL+547,42805 94,73 0,87 0,00*

Nota: *significativo ao nível de 5% de probabilidade de erro.

63

Para as três idades, as equações foram significativas ao nível de 5% de probabilidade

de erro e coeficiente de determinação (r²) próximo a 100%. Em todas as idades, a variável

independente Posição Longitudinal explica, em grande parte o comportamento das MEB da

madeira.

Em seguida, considerando a variação da MEB da madeira ao longo do tronco, foi

efetuada a análise de variância para a MEB em função das variáveis Idade (I) e Posição

longitudinal (PL) da árvore e da interação I x PL, a fim de verificar a real influência destas

sobre a MEB da madeira.

Tabela 15. Análise de variância para massa específica básica (MEB) da madeira em função

das diferentes idades e posição longitudinal no tronco para a espécie de Pinus taeda.

Fonte de Variação Quadrado Médio

MEB

Idade (I) 59627*

Posição longitudinal (PL) 27046,8*

I x PL 16040,4*

Nota: *significativo ao nível de 5% de probabilidade de erro.

De acordo com a Tabela 15, existe diferença significativa entre a MEB para as

variáveis Idade e Posição longitudinal separadamente, assim como na interação entre elas ao

nível de 5% de probabilidade de erro. A partir disso, foi realizado o teste de médias de Tukey

para MEB em função das diferentes posições e idade das árvores, presente na Tabela 16.

Tabela 16. Teste de média de Tukey para a massa específica básica da madeira para diferentes

idades e posições longitudinais, para árvores de Pinus taeda.

Idade MEM

(kg/m³)

MEB (kg/m³)

Posições ao longo do tronco

Base (0%) DAP (1,3m) 25% 50% 75% 100% Média

11 358 433 386 351 338 317 306 355 c

24 422 440 465 425 408 388 371 416 b

31 460 516 531 480 428 401 368 454 a

Média 413 463 A 461 A 419 AB 391 BC 369 BC 348 C 408

Nota: Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna e maiúscula na linha não

diferem significativamente pelo teste de médias de Tukey, ao nível de 5% de probabilidade de

erro.

De acordo com a Tabela 16, considerando a variável Idade, a MEB da madeira é

superior para árvores de 31 anos, com 454 kg/m³ e difere significativamente das idades de 11

24 anos, com 355 e 416 kg/m³ respectivamente. Na idade de 11 anos, a menor MEB é devido

64

especialmente à menor proporção de lenho adulto, anéis de crescimento mais espaçados,

lúmen maior e menor espessura de parede celular. Já aos 31 anos, existe uma proporção

elevada de lenho adulto e menor de lenho juvenil. Em consequência, o lúmen das células é

menor e a parede celular é mais espessa. Árvores adultas tendem a reduzir o crescimento, pois

se direcionam para o período de senescência, logo, os anéis se tornam menos espassados. Em

conjunto, estes fatores ocasionam elevação da MEB da madeira.

Em relação à variável Posição longitudinal, a MEB apresenta valores superiores na

posição da base, que não difere da altura do DAP e de 25% da altura comercial, com números

que variam de 463 a 419 kg/m³. Ferreira et al. (2010) encontraram valores semelhantes em

estudo com a mesma espécie em idades de 10, 12, 14 e 24 anos, com variações da base ao

topo de 370-240 kg/m³; 400-340 kg/m³; 400-330 kg/m³ e 500-310 kg/m³, respectivamente.

Quanto à MEM da madeira, esta é semelhante à MEB entre a base e 50% da altura comercial.

Na Tabela 17, estão os dados da correlação de Pearson, que confirma a influência da

idade e posição longitudinal sobre a MEB da madeira.

Tabela 17. Coeficiente de correlação de Pearson (r) para massa específica básica (MEB) da

madeira e as variáveis idade e posição longitudinal.

Correlação Coeficiente de correlação de Pearson (r) - (p < 0,01)

MEB x Idade 0,9993

MEB x Posição longitudinal -0,9857

Segundo a Tabela 17, a MEB apresentou significativa correlação positiva em relação à

idade, indicando que quanto maior a idade, maior a MEB. Já em relação à posição

longitudinal, a mesma apresentou correlação negativa, ou seja, quanto maior a altura na

árvore, menor será a MEB. Como, em ambos os casos, a correlação esteve próxima a 100%,

nota-se que estes fatores são os principais para explicar o comportamento da MEB da madeira

ao longo do tronco.

A partir dos dados de MEB foi possível estimar a MEM das árvores. Na Tabela 18

estão descritos os modelos de regressão que expressam esta relação em termos matemáticos.

65

Tabela 18. Modelos de regressão lineares ajustados para estimar a massa específica básica

média (MEM) da árvore em função da massa específica básica (MEB) da madeira

determinada para as diferentes posições longitudinais no tronco para a espécie de Pinus taeda

em diferentes idades.

Idade Posição Equação r² (%) Sxy (kg/m³) F

11 Base MEM= 203,78489+0,35636*MEBBASE 0,01 24,54 0,44*

11 DAP MEM= 61,41600+0,76892*MEBDAP 36,21 19,26 0,24*

11 25% MEM= 152,86536+0,58445*MEB25% 84,24 9,57 0,05*

11 50% MEM= 127,74946+0,68094*MEB50% 77,27 11,50 0,08*

11 75% MEM= 224,46667+0,42184*MEB75% 13,59 22,42 0,35*

11 100% MEM= 126,30386+0,75751*MEB100% 83,47 9,80 0,06*

24 Base MEM= 304,99226+0,26639*MEBBASE 0,00 24,12 0,83NS

24 DAP MEM= 286,72701+0,29103*MEBDAP 0,00 23,49 0,72NS

24 25% MEM= 143,25404+0,65588*MEB25% 86,38 7,38 0,05*

24 50% MEM= 167,59602+0,62444*MEB50% 98,92 2,08 0,00*

24 75% MEM= 33,50975+1,00280*MEB75% 46,00 14,69 0,20*

24 100% MEM= 84,69647+0,90860*MEB100% 72,11 10,56 0,10*

31 Base MEM= 520,09035-0,11619*MEBBASE 0,00 22,86 0,78NS

31 DAP MEM= 307,44836+0,00054*MEBDAP 50,86 13,41 0,18*

31 25% MEM= 240,75976+0,45723*MEB25% 91,95 5,43 0,03*

31 50% MEM= -8,48562+0,00256*MEB50% 91,25 5,66 0,03*

31 75% MEM= 470,02481-0,02452*MEB75% 0,00 23,41 0,97NS

31 100% MEM= 314,62665+0,39569*MEB100% 0,00 21,04 0,56NS

Nota: *significativo ao nível de 5% de probabilidade de erro. NS

não significativo ao nível de 5% de probabilidade de erro.

Através da Tabela 18, observa-se que todas as equações foram significativas apenas

para a idade de 11 anos, ao nível de 5% de probabilidade de erro. Nas demais idades, para

determinadas posições longitudinais, a equação não explicou o comportamento da MEM em

função da MEB.

Para a idade de 11 anos, as posições que melhor representam a MEM são a 25%, 50%

e 100% da altura comercial, sendo que a 25% houve o maior coeficiente de determinação (r²=

84%) e o menor erro padrão da estimativa (Sxy= 9,57 kg/m³). Apesar de todas as equações

serem significativas, as posições da base (0%), altura do DAP e 75% da altura comercial

tiveram r² inferior a 50%, o que as torna pouco representativas.

Aos 24 anos, a MEM também foi mais bem explicada pelas posições de 25%, 50% e

100% da altura comercial, com melhor indicação da posição de 50%, com r² de 98,92% e

(Sxy= 2,08 kg/m³). As equações para a posição da base (0%) e da altura do DAP não foram

66

significativas, a fim de explicar o comportamento da MEM. E para a posição de 75%, apesar

de significativa, teve r² inferior a 50%, não sendo indicada para uso.

Para a idade de 31 anos, as posições da base (0%), 75% e 100% da altura comercial

não foram significativas para representar a MEM da árvore. Apenas as posições da altura do

DAP, 25% e 50% foram representativas, ambas com r² superior a 50%. Neste caso, os valores

de r² e Sxy foram muito próximos, com 91,95% e 5,43 kg/m³ para a primeira e 91,54% e 5,56

kg/m³ para a segunda.

Estas considerações condizem com o encontrado por Souza et al. (1986), citado por

Goulart et al. (2003), ao considerarem uma correlação linear da média da árvore com cada

posição longitudinal estudada para árvores de Eucalyptus grandis e Eucalyptus saligna. Eles

observaram que nas posições de 25-50% da altura comercial os valores para o coeficiente de

correlação foram mais altos, indicando que essas posições são as que melhor estimam a MEM

da árvore e não o DAP como muitos autores citam.

O mesmo foi relatado por Vale et al. (1999), para a espécie de Acacia mangium, com a

indicação do modelo matemático, o qual teve a MEB obtida a 25% da altura total como a que

melhor estimou a MEM da árvore, por conferir um (r²) superior equivalente a 83,31%.

Mendes et al. (1999) indica que a melhor posição de amostragem está situada a 50% da altura

comercial, seguida da posição do DAP.

Na base da árvore há a influência do sistema radicular na MEB e no topo há influência

da copa e ramificações. Desta forma, as posições que sofrem menor influência estão no

intervalo compreendido entre 25-50% da altura comercial (GOULART et al., 2003; SOUZA

et al., 1986; JESUS e VITAL, 1986, citado por MENDES et al., 1999).

Ainda assim, alguns autores afirmam que a posição do DAP é a mais indicada para

estimar a densidade média da árvore, principalmente quando não é efetuado o abate da árvore,

retirando apenas uma amostra da árvore com auxílio de um trado (MENDES et al., 1999).

No trabalho, as posições de 25%, 50% são as mais indicadas para representar a MEM

da árvore para os povoamentos com idade de 11 e 24 anos, no caso de remoção de um número

menor de amostras ou para efetuar uma amostragem não destrutiva. E para a idade de 31 anos,

tanto a posição de 25% quanto de 50% são recomendadas.

67

6.5 Análise do rendimento da caldeira

O tempo para o consumo e queima do cavaco na caldeira foi de 06:30 h, com a

geração de 79,63 toneladas de vapor e uma média de consumo de 12,25 toneladas de vapor

por hora. Tal relação gerou um rendimento de 3,72, ou seja, são produzidas 3,72 toneladas de

vapor a partir de uma tonelada de cavaco.

Neste caso, o cavaco é considerado de alta qualidade, por estar com baixo teor de

umidade (30%), ideal para realizar a queima.

Ao considerar que uma carga transporta em média 15 toneladas de cavaco, serão

necessárias seis cargas diárias, em média, para atender a este consumo. Como a fazenda

fornece de três a quatro cargas por dia, há a necessidade de complementação por parte do

material da indústria. Logo, as diferentes propriedades energéticas da casca, serragem e

cavaco limpo interferem no potencial energético da biomassa, acarretando em redução do

rendimento e maior consumo de cavaco para manter a pressão ao nível desejado, de 12

kgf/cm².

6.6 Revisão e atualização dos Procedimentos Operacionais Padronizados (POP’s)

As planilhas foram revisadas e, após as atualizações necessárias, geraram os

procedimentos operacionais que foram entregues para as duas equipes que trabalham no

campo.

6.7 Banco de dados para controle do transporte de cavaco

As planilhas elaboradas foram implantadas em um banco de dados da empresa. Do

mesmo modo, os dados de volume e medidas dos caminhões que transportam o cavaco foram

registrados pelo responsável da guarita e do pátio da caldeira, que recebem e fazem a

conferência das cargas, sendo que uma das cópias foi entregue aos motoristas para a aferição.

68

CONCLUSÕES

A partir da quantificação da biomassa florestal em povoamentos de Pinus taeda

conclui-se que:

Entre as idades estudadas existe maior produção de biomassa por aérea total para as

árvores com 24 e 31 anos, seguidas das de 11 anos, com o menor acúmulo de biomassa, uma

vez que está na fase inicial de crescimento. Entre os componentes da biomassa, os galhos são

o componente majoritário.

Em termos de acúmulo de biomassa total por hectare, os povoamentos de 11 anos

passam a ter o maior peso de biomassa e para os povoamentos de 24 e 31 anos, este peso

reduz em quase 50%. O motivo principal refere-se ao maior número de árvores no primeiro

povoamento, no qual ainda não ocorreu desbaste. Nos demais povoamentos existem em média

30% do número de árvores do povoamento inicial.

Quanto à disponibilidade de biomassa, em toneladas por hectare, em função das

intervenções culturais de primeiro desbaste e corte raso destaca-se a maior remoção de

biomassa aos 24 anos, com 73 toneladas, seguidos dos 31 e 11 anos, com 66 e 48 toneladas,

respectivamente. Destaque é dado aos galhos e copa, que representam mais de 75% da

biomassa total e possuem potencial para uso no setor produtivo de cavaco.

No setor de produção de cavacos, os fatores de conversão obtidos indicam que:

Para o cavaco com casca, ou sujo, a partir de um metro estéreo de biomassa ou toras

de processo são produzidos de 0,9 a 1,35 metros cúbicos de cavaco, sendo estes, valores

inferiores ao obtido através da produção de cavaco sem casca, oriundo de toras de processo,

com fator de 1,48.

O baixo fator do cavaco sujo refere-se às características da matéria prima, que possui

dimensões irregulares, criando um considerável espaço vazio na pilha que representa o

volume em metro estéreo.

Para o cavaco sem casca, para Pinus elliottii, os fatores gerados foram de 1,53 metro

estéreo de tora de processo para um metro cúbico de madeira. Do volume de toras

processadas, foram gerados 71,38 metros cúbicos de cavaco sem casca, resultando no fator de

1,48 m³/st, ou seja, são produzidos 1,48 m³ de cavaco a partir de um metro estéreo de tora. De

acordo com o peso obtido, o fator foi de 2,88m³/t, ou seja, uma tonelada de cavaco

corresponde a 2,88 m³ de cavaco, considerando umidade de 30%. Durante o processo de

69

estocagem do material no pátio e descascamento, a perda em peso foi de aproximadamente

20%.

Os fatores obtidos variam em função do modo de carregamento das cargas de cavaco,

que afetam a compactação do material e influem sobre o volume de cavaco, assim como a

granulometria do mesmo. Quanto maiores as dimensões dos cavacos, menor é o volume de

cavaco gerado a partir do metro estéreo de tora, uma vez que existe menor espaço vazio entre

os mesmos. E quanto menor as suas dimensões, maior é o volume de cavaco ocupado a partir

do metro estéreo de tora.

Do mesmo modo, a granulometria afeta o peso o material a ser transportado. Em

maiores granulometrias existe maior acúmulo de massa por unidade de volume, o que gera

um peso maior. Já, em menores granulometrias existe maior proporção de espaços vazios,

reduzindo o peso por unidade de volume.

Em relação à massa específica aparente do cavaco, observa-se que o cavaco produzido

na fazenda possui valor de 0,25 g/cm³, menor que os produzidos na indústria e empresa

terceirizada, de 0,34 e 0,38, respectivamente, por estar mais seco, apresentar menor

granulometria e conter contaminantes como cascas e acículas que pesam menos que a

madeira.

Estes fatores são importantes no processo de comercialização dos cavacos, pois

indicam modos mais viáveis de compra e venda, sendo em peso ou em volume, conforme

suas características. Para a venda em peso, o ideal é produzir cavacos com maior

granulometria e quando a venda é feita em volume, menores granulometrias geram maior

rendimento. No entanto, deve-se atender às exigências do consumidor.

Através da análise do teor de umidade, conclui-se que:

Materiais em geral, sejam eles toras de processo ou biomassa, reduzem o seu teor de

umidade ao longo do tempo de estocagem até atingir equilíbrio com a umidade ambiente. A

diferença está na resistência que as partículas de água possuem para atravessar a estrutura da

madeira, limitada pelas dimensões dos materiais. Logo, quanto menor as suas dimensões,

mais rápida é a perda de água. O cavaco oriundo das fazendas possui perda mais rápida de

água, com teores de umidade variando de 50 a 26% durante os meses. Já o cavaco da indústria

e empresa terceirizada mantiveram teores entre 64 e 38%.

Com a análise do rendimento da caldeira, conclui-se que:

O cavaco proveniente da Fazenda Cerro Azul possui elevado potencial para a queima

e geração de vapor na caldeira, gerando 3,72 toneladas de vapor a partir de uma tonelada de

70

cavaco. O cavaco apresentou baixo teor de umidade (30%), sendo este o principal elemento

que afeta o poder calorífico líquido da biomassa. Em caso de alimentação da caldeira apenas

com este material, serão necessárias seis cargas diárias, em média. Com o fornecimento atual

de três a quatro cargas por dia da fazenda, há a necessidade de complementação por parte do

material da indústria. Logo, as diferentes propriedades energéticas da casca, serragem e

cavaco limpo interferem no potencial energético da biomassa, acarretando em redução do

rendimento e maior consumo de cavaco para manter a pressão ao nível desejado, de 12

kgf/cm².

Em relação à determinação da qualidade da madeira, observa-se que:

A massa específica básica da madeira varia em função da idade da árvore e posição

longitudinal do tronco. Ela sofre um aumento em função do aumento em idade das árvores,

estando entre 355 e 454 kg/m³ nas idades de 11 e 31 anos. E reduz ao longo do tronco no

sentido base-topo, variando de 463 a 348 kg/m³.

As posições ao longo do tronco que melhor representam a massa específica média da

árvore para as idades de 24 e 31 anos, são a 25 e 50% da altura comercial. E para a idade de

11 anos, as mais indicadas são a 25 e 100% da altura comercial.

De modo geral, conclui-se que:

O setor de produção de cavacos apresenta crescimento visível, ganhando destaque

frente a outros setores da área florestal. Do mesmo modo, vem afetando significativamente o

mercado econômico, trazendo ganhos, tanto para as empresas que o comercializam e que

modificaram a concepção de produção de bens de consumo, quanto ao meio ambiente, pelo

aproveitamento mais responsável dos recursos naturais e que trazem resultados mais

lucrativos.

71

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Engenharia Florestal, Silvicultura, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2008.

77

ANEXOS

ANEXO A – Coleta de discos para determinação da massa específica básica da madeira.

Idad

e

10

0%

da

Hto

tal

10

0%

da

Hto

tal

10

0%

da

Hto

tal

10

0%

da

Hto

tal

10

0%

da

Hco

m.

10

0%

da

Hco

m.

10

0%

da

Hco

m.

10

0%

da

Hco

m.

75

% d

a

Hco

m.

75

% d

a

Hco

m.

75

% d

a

Hco

m.

75

% d

a

Hco

m.

50

% d

a

Hco

m.

50

% d

a

Hco

m.

50

% d

a

Hco

m.

50

% d

a

Hco

m.

25

% d

a

Hco

m.

25

% d

a

Hco

m.

25

% d

a

Hco

m.

25

% d

a

Hco

m.

DA

P

DA

P

DA

P

DA

P

Ba

se

Ba

se

Ba

se

Ba

se

Va

riá

vel

a s

er m

edid

a

ÁR

VO

RE

1

Diâ

met

ro (

cm)

Co

mp

rim

ento

a p

arti

r d

a B

ase

(m)

(alt

ura

co

mer

cial

– H

com

.)

ÁR

VO

RE

2

Diâ

met

ro (

cm)

Co

mp

rim

ento

a p

arti

r d

a B

ase

(m)

(alt

ura

co

mer

cial

– H

com

.)

ÁR

VO

RE

3

Diâ

met

ro (

cm)

Co

mp

rim

ento

a p

arti

r d

a B

ase

(m)

(alt

ura

co

mer

cial

– H

com

.)

ÁR

VO

RE

4

Diâ

met

ro (

cm)

Co

mp

rim

ento

a p

arti

r d

a B

ase

(m)

(alt

ura

co

mer

cial

– H

com

.)

78

ANEXO B – Quantificação da biomassa a campo.

Local:

Cidade:

Data:

Floresta: Pinus taeda

Idade:

Intervenção:

Parcela:

N° total de árvores:

N° de árvores cortadas:

Alt

ura

com

erci

al

(m)

Alt

ura

Tota

l

(m)

Pes

o d

a

Cop

a

(kg)

Pes

o

Galh

os

(kg)

Pes

o

Ací

cula

(kg)

DA

P

Árv

ore

Parc

ela

1

2

3

4

79

ANEXO C – Diâmetro dos discos para determinação da massa específica básica média da

árvore.

Parcela Árvore Disco Diâmetro 1 Diâmetro 2

80

ANEXO D – Massa específica básica da madeira.

Massa Específica Básica da Madeira

Amostra Peso saturado (g) Peso seco (g)

81

ANEXO E – Determinação do teor de umidade dos cavacos.

ANÁLISE TEOR DE UMIDADE DOS MATERIAIS

Data Local Código Becker Seco Amostra

Verde

Amostra

Seca +

Becker

82

ANEXO F – Cubagem de toras de processo.

Árvore Diâmetro

Ponta grossa

Diâmetro

Ponta média

Diâmetro

Ponta fina Comprimento

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