Relação água-carvão vegetal de eucalipto produzido em diferentes temperaturas

• Autor(a) principal: Costa, Luciano Junqueira
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/27967
• topic: Carvão vegetal; Higroscopicidade; Siderurgia; Resistência de materiais; Raio-X - Difração; Espectroscopia de raio X; Tecnologia e Utilização de Produtos Florestais

Desde a retirada do carvão do forno, passando pelas etapas de carregamento, transporte, descarga e armazenamento até a sua utilização final, o material é exposto a diferentes condições atmosféricas que variam pela ocorrência de chuvas e variação nas condições de umidade relativa do ambiente. Diante do exposto, o objetivo deste estudo foi analisar como a variação da temperatura de carbonização afeta a capacidade higroscópica do carvão vegetal. A madeira do gênero Eucalyptus, com sete anos de idade foi utilizada, para a produção de carvões em fornos de alvenaria, com temperaturas finais de 340, 380, 420 e 460 ºC. Para caracterização e identificação de modificações estruturais no carvão vegetal, foram realizadas análises de espectroscopia Raman, Difração de raio-X, Espectroscopia de absorção na região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura e área superficial. Para a determinação da capacidade de adsorção de umidade relativa do ambiente, as amostras foram expostas a seis diferentes soluções salinas, a fim de se obter umidades relativas do ambiente variando de 33% a 98%. Para a análise da higroscopicidade do carvão vegetal, foi utilizada uma câmera de ensaio que simula as condições às quais o carvão é exposto quando em contato com a água em estado líquido. Em relação aos resultados, o teor de carbono aumentou 13,7% entre as temperaturas de 340 e 460 ºC. Foi observada a redução das bandas referentes aos grupos carboxílicos e hidroxílicos com o aumento da temperatura de 340 a 460 ºC, simultaneamente, houve tendência de reestruturação da matriz elementar do carvão. Os valores da área superficial variaram de 7,9 m².g -1 à temperatura de 340 ºC e 12,3 m².g -1 para o carvão vegetal produzido a 460 ºC, já a porosidade do carvão aumentou 14,4% com o acréscimo da temperatura. A capacidade de adsorção foi significativamente afetada pela temperatura final de carbonização; independente da condição de umidade relativa do ambiente, foi observada redução relativa média de 9,9% entre a umidade adsorvida pelos carvões produzidos a 340 ºC e os obtidos à temperatura de 460 ºC. Não foi constatado efeito significativo da condição do ambiente na resistência à compressão paralela, perpendicular e friabilidade, mas houve ligeira tendência de redução na resistência mecânica do carvão vegetal quando o seu teor de umidade foi superior a 7%. Para o ensaio de aspersão de água, o teor de umidade foi de 26,9% e 43,8% para as temperaturas de 340 a 460 ºC, respectivamente. Em relação à secagem, houve uma perda abrupta de água nas primeiras 48 horas com taxa de remoção de 0,83, 1,1, 1,2 e 1,34 %/hora, respectivamente para as temperaturas de 340, 380, 420 e 460 ºC. Após oito dias, o carvão possuía teor de umidade inferior a 7%, sendo considerado apto para expedição. Para teores de umidade superiores a 7%, foi observada maior geração de finos. A temperatura final de carbonização afeta diretamente as propriedades físicas, químicas, mecânicas e anatômicas do carvão vegetal. Tais alterações afetam diretamente a capacidade higroscópica do carvão vegetal, independente da condição ambiental em que o material é exposto. Palavras-chave: Higroscopicidade. Siderurgia. Resistência mecânica. Difração de raio-X e espectroscopia.