Caracterização espacial das propriedades do carvão vegetal em estoques industriais

• Autor(a) principal: Figueiró, Clarissa Gusmão
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/23591
• topic: Carvão vegetal; Carvão vegetal - Controle de qualidade; Análise espacial (Estatística); Análise de componentes principais; Energia de Biomassa Florestal

Os crescentes investimentos das empresas do setor de carvão vegetal em fornos de maiores dimensões resultaram em aumento do volume de carvão produzido a cada ciclo de carbonização. No entanto, o controle do processo foi dificultado, uma vez que a o monitoramento da distribuição dos gases, taxa de aquecimento e a temperatura ao longo do forno é mais complexo nestes tipos de fornos, o que pode refletir na variabilidade do carvão vegetal estocado. Neste sentido, é natural que se manifestem incertezas quanto a metodologia de análise de qualidade preconizada pela ABNT NBR 6923, uma vez que esta norma não faz distinção da quantidade amostral de acordo com tamanho do estoque. Deste modo, percebe-se a necessidade de estudos que contribuam para a elucidação de questões relacionadas a amostragem do carvão vegetal, principalmente nos estoques industriais. O objetivo principal deste estudo foi estudar a distribuição espacial das propriedades do carvão vegetal em estoques industriais visando melhorias no seu controle de qualidade. Para isto, foram amostrados três estoques industriais de carvão vegetal provenientes do forno RAC 700, e três estoques provenientes do RAC 220, pertencentes a empresa Aperam Bioenergia, situada no município de Veredinha, Minas Gerais. Utilizou-se uma metodologia de amostragem mecanizada, em que se estabeleceu, para o RAC 700, 25 pontos de coleta do carvão no estoque, sendo 10 pontos localizados na parte superior e 15 pontos na parte inferior do estoque. Para o RAC 220, foram coletados 15 pontos, sendo 10 localizados na parte inferior e 5 na parte superior. Determinou-se a granulometria média, teor de finos, densidade a granel, teor de carbono fixo, materiais voláteis e teor de cinzas para todas as unidades amostrais coletadas. Foi realizada a análise descritiva dos dados dos estoques dos fornos RAC 700 e RAC 220, individualmente, além dos testes de Shapiro-Wilk para normalidade e Levene para homogeneidade de variância. A determinação da relação entre as propriedades no estoque, foi realizada por meio da combinação das técnicas de análise geoespacial (IDW) e análise de componentes principais. O efeito da posição (comprimento, altura e largura) do estoque nas propriedades do carvão vegetal foi avaliado por meio da análise espacial (IDW) em conjunto a técnica de aprendizagem de máquina (random forest). As propriedades do carvão vegetal granulometria média, teor de finos, densidade a granel e teor de cinzas apresentaram coeficiente de variação médio. Enquanto o teor de carbono fixo apresentou coeficiente de variação baixo. Além disso, pressuposições da estatística paramétrica convencional não foram atendidas para todas as propriedades do carvão vegetal, indicando a necessidade de uso de outra metodologia. Foi observada uma relação negativa entre a granulometria média e teor de finos. Em relação a densidade a granel, verificou- se uma relação positiva com o teor de finos. E, por fim, o teor de carbono fixo apresentou uma relação positiva com teor de cinzas. Observou-se efeito das posições (comprimento, altura e largura) do estoque de carvão vegetal apenas para o forno RAC 700. A utilização da interpolação IDW em conjunto com a análise de componentes principais e aprendizagem de máquinas, possibilitou, por meio das avaliações dos mapas temáticos, a realização de inferências a respeito da qualidade do carvão vegetal em diferentes estoques industriais. Acredita-se que, para a gestão de uma unidade produtora, tais observações permitem a identificação de problemas ao longo processo produtivo, possibilitando solucioná-los antes que causem grandes prejuízos econômicos, melhorando o controle de qualidade da empresa.