Biomassa radicular fina em fragmentos da Mata Atlântica fluminense.

A escassez de estudos empíricos dos sistemas radiculares limita a precisão das predições relativas à economia de carbono, pois eles representam até 55% da biomassa florestal. Somente as raízes finas (diâmetro <2 mm) respondem por cerca de um terço da produção primária líquida dos ecossistemas terrestres. A hipótese de que a maior disponibilidade de água e nutrientes no solo reduz a alocação de biomassa nas raízes tem sido contestada na literatura cientifica tanto em relação às raízes finas (BRF) como a toda biomassa radicular. Avaliou-se aqui a correlação (Pearson) entre BRF e variáveis edáficas até 10 cm de profundidade em seis fragmentos florestais (48 amostras.fragmento.estação-1) na Baixada Litorânea Fluminense, nas estações de seca e de chuvas. Os solos apresentaram diferentes níveis de fertilidade. A BRF média geral foi de 641 g.m-2 (florestas similares = 140?1040 g.m-2). As médias de BRF obtidas no período chuvoso ou na várzea foram significativamente mais elevadas. Foram detectadas correlações positivas e significativas de BRF com Ca + Mg, K, P e N. Os resultados não respaldam a hipótese de redução da BRF em resposta ao aumento de água e nutrientes do solo.

Avaliação da biomassa radicular fina em fragmentos florestais da Planície Costeira Fluminense.

As estimativas atuais de biomassa florestal contêm erros não dimensionados pela escassez de dados dos sistemas radiculares. Esta lacuna se deve às custosas estratégias de amostragem de raízes, que demanda grande quantidade de labor manual enquanto a estimativa da biomassa aérea pode ser feita com apenas a medida de diâmetro do tronco (DAP) conforme apontado por Chave et al, Houghton recomenda um valor geral de 20% da parte aérea para quantificar biomassa radicular, apesar de Silver haver demonstrado que o clima, o solo e a qualidade da serapilheira devam ser levados em conta. Dentre os principais determinantes da biomassa radicular destacam-se, no Estado do Rio de Janeiro, as contrastantes condições de clima e solo, além da composição e estrutura dos diferentes fragmentos florestais que ocorrem na paisagem. De acordo com Davis & Naghettini, ocorre expressiva variação climática representada por precipitações anuais desde 750 mm no Vale do Rio Paraíba do Sul a 4000 mm na Serra da Mantiqueira. Há grande variedade de solos no estado. A título de ilustração, em dois municípios costeiros, um deles incluído no presente estudo, Lumbreras et al encontraram a dominância, nas partes elevadas, de Latossolos, Argissolos, Nitossolos, Luvissolos, Planossolos, Cambissolos e Neossolos. Já nas baixadas, relacionadas aos sedimentos recentes, ocorrem as classes: Espodossolos, Planossolos, Gleissolos, Neossolos e Organossolos. Associados a outros atributos da feição paisagística, compuseram 45 unidades de mapeamentos. Nesse ambiente distribuem-se diversos fragmentos florestais, alguns remanescentes, em geral interferidos ou de difícil acesso e vegetação secundária em sua maioria. Os fragmentos florestais fluminenses resultam, primordialmente, da conversão das florestas nativas em cafezais e pastagens nos séculos 19 e 20, do uso crônico do fogo nas pastagens (ou por vandalismo), e da extração seletiva de árvores, cujo impacto pode ser detectado na ciclagem de nutrientes, conforme demonstrado por Villela et al., que deve influenciar significativamente a biomassa radicular. Ante o exposto o presente estudo visou estimar a biomassa radicular fina de diferentes fragmentos florestais da Planície Costeira Fluminense, comparando-as entre si.

Modelos preditores da fitomassa aérea da Floresta Baixa de Restinga

Este estudo teve como objetivo desenvolver modelos preditores de fitomassa epigéa da vegetação arbórea da Floresta Baixa de Restinga. Foram selecionadas 102 árvores de 29 espécies ocorrentes na área de estudo e 102 indivíduos de jerivá (Syagrus romanzoffiana (Cham.) Glassman), distribuídos proporcionalmente entre as classes de diâmetro da vegetação arbórea. As árvores foram cortadas, ao nível do solo e foram medidos a altura total e o diâmetro à altura do peito (DAP) de cada árvore. As folhas foram separadas do lenho e a massa fresca da porção lenhosa e foliar medidas separadamente. Amostras de cada fração foram secas a 70 °C, até peso constante, para determinação da massa seca das árvores. Os modelos foram desenvolvidos através de análise de regressão linear, sendo a variável dependente a massa seca (MS) das árvores e as variáveis independentes a altura (h), o diâmetro a altura do peito (d) e as relações d² h e d² h multiplicada pela densidade da madeira (ρ d² h). Os modelos desenvolvidos indicam que o diâmetro explica grande parte da variabilidade da fitomassa das árvores da restinga e a altura é a variável explanatória da equação específica para o jerivá. Os modelos selecionados foram: ln MS (kg) = -1,352 + 2,009 ln d (R² = 0,96; s yx = 0,34) para a comunidade vegetal sem jerivá, ln MS (kg) = -2,052 + 0,801 ln d² h (R² = 0,94; s yx = 0,38) para a comunidade incluindo o jerivá, e ln MS (kg) = -0,884 + 2,40 ln h (R² = 0,92; s yx = 0,49) para o jerivá.

Forest resources in Graciosa Island (Azores) : biomass availability for sustainable energetic use

Dissertação de Mestrado em Ambiente, Saúde e Segurança.

Valorização energética de lamas resultantes do processo de produção de pasta e papel numa caldeira de leito fluidizado

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre Energia e Bioenergia

Viabilidade económica e energética do biodiesel produzido a partir de Chlorella vulgaris

Contemporaneamente o Homem depara-se com um dos grandes desafios que é o de efetivar a transição para um futuro sustentável. Assim, o setor da energia tem um papel fundamental neste processo de transição, com principal enfoque no setor dos automóveis, sendo este um setor que contribui com elevadas quantidades de gases de efeito estufa libertados para a atmosfera. Também a escassez dos recursos petrolíferos constitui um ponto fundamental no tema apresentado. Com a necessidade de combater esses problemas é que se tem vindo a tentar desenvolver combustíveis renováveis e neutros quanto às emissões. A primeira geração de biocombustíveis obtidos através de culturas agrícolas terrestres preenche em parte esses requisitos, porém, não atinge os valores da procura e ainda competem com a produção de alimentos. Daí o interesse na aposta de uma segunda geração de biocombustíveis produzidos de fontes que não pertencem à cadeia alimentar e são residuais mas, que mesmo assim não permitem satisfazer as necessidades de matériaprima. A terceira geração de biocombustíveis vem justamente responder a estas questões pois assenta em matérias-primas que não competem pela utilização do solo agrícola nem são usadas para fins alimentares, tendo produtividades areais substancialmente superiores às que as culturas convencionais ou biomassas residuais conseguem assegurar. A matéria prima de terceira geração são portanto as microalgas, cujas produtividades em biomassa são extremamente elevadas, para além de produtividades muito superiores em lípidos, hidratos de carbono e/ou outros produtos de valor elevado. No entanto, este tipo de produção de biocombustível ainda enfrenta alguns problemas técnicos que o tornam num processo dispendioso para competir economicamente com outros tipos de produção de biodiesel. Na linha do que foi dito anteriormente, este trabalho apresenta um estudo de viabilidade económica e energética do biodiesel produzido através da Chlorella vulgaris, apresentando as técnicas e resultados de cultivo da Chlorella vulgaris e posteriormente de produção do biodiesel através dos lípidos obtidos através da mesma. Para melhorar a colheita das microalgas, que é uma das fases mais dispendiosas, testou-se o aumento de pH e a adição de um floculante (Pax XL-10), sendo que o primeiro não permitiu obter resultados satisfatórios, enquanto o segundo permitiu obter resultados de rendimento na ordem dos 90%. Mesmo com a melhoria da etapa da colheita, o preço mínimo do biodiesel produzido a partir do óleo de Chlorella vulgaris, com as condições ótimas de cultivo e produtividades máximas encontradas na literatura, foi de 8,76 €/L, pois, na análise económica, o Pax XL-10 revelou-se extremamente caro para utilizar na floculação de microalgas para obtenção de um produto de baixo valor, como é o biodiesel. A não utilização da floculação reduz o preço do biodiesel para 7,85 €/L. O que se pode concluir deste trabalho é que face às técnicas utilizadas, a produção de biodiesel Chlorella vulgaris apenas, não é economicamente viável, pelo que para viabilizar a sustentabilidade do processo seria ainda necessário desenvolver mais esforços no sentido de otimizar a produção de biodiesel, eventualmente associando-a à produção de um outro biocombustível produzido a partir da biomassa extraída residual e/ou da recuperação de outros produtos de maior valor.

Physico-chemical characterization of chars produced in the co-pyrolysis of wastes and possible routes of valorisation

Thesis submitted for the Degree in Master of Energy and Bioenergy

Efeito da colheita seletiva de madeira sobre algumas características físicas de um latossolo amarelo sob floresta na Amazônia Central

A colheita seletiva de madeira pode vir a ser uma forma sustentável de uso da terra para ecossistemas florestais da Amazônia, uma vez que permite a manutenção de parte considerável da biomassa florestal, diminuindo, assim, a perturbação nas áreas exploradas. Neste sentido, o presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito da exploração seletiva de madeira sobre as características físicas de um Latossolo Amarelo. A área de estudo localiza-se a cerca de 80 km ao norte de Manaus e a vegetação é do tipo Floresta Ombrófila Densa. O número de árvores retiradas com um trator de esteiras D6, por arraste, em 1993, variou de sete a dez árvores/ha (DAP > 55 cm). O delineamento experimental foi do tipo blocos ao acaso, com três repetições. Seis tratamentos foram avaliados, equivalendo às seguintes classes de perturbação identificadas na área: trilha de trator, centro de clareira, borda da clareira/floresta, borda da floresta/clareira, floresta remanescente e floresta-controle. A colheita seletiva de madeira provocou modificações nas características físicas do solo, principalmente nas trilhas de trator, e representou, em média, 13,8 % da área total explorada. Os valores de densidade do solo e resistência à penetração foram maiores para o solo sob estas áreas, enquanto a macroporosidade e o volume de água disponível para as plantas apresentaram-se menores do que nas demais classes de perturbação. Estas classes foram menos afetadas, não se estabelecendo diferenças significativas para as características físicas do solo entre estas e a floresta-controle, indicando, assim, a colheita seletiva como uma prática de menor impacto para o solo dos ecossistemas florestais da Amazônia.

Projeção do estoque de carbono e análise da geração de créditos em povoamentos de eucalipto

Este estudo teve como objetivo predizer a produção volumétrica e o estoque de carbono nos fustes das árvores em povoamentos de eucalipto, bem como avaliar economicamente a inclusão dos Certificados de Emissões Reduzidas (CERs) nos projetos florestais através de critérios quantitativos. Para isso, utilizaram-se dados de povoamentos de Eucalyptus grandis localizados no Município de Guanhães, MG, Minas Gerais. De posse das equações de volume e carbono para o fuste das árvores individuais e de 95 parcelas permanentes, ajustou-se o modelo de crescimento e produção de Clutter (1983) para projeção da produção volumétrica e do estoque de carbono. Após as análises, verificou-se que: a) o modelo de crescimento e produção proposto por Clutter (1983) propiciou idades técnicas de colheita coerentes com a capacidade produtiva dos povoamentos, tanto para a produção volumétrica quanto para o estoque de carbono; b) as idades técnicas de colheita (ITCs) foram praticamente iguais, considerando-se o estoque volumétrico e o estoque de carbono; c) as rotações econômicas foram maiores do que as idades técnicas de colheita (ITCs) em locais de baixa e média produtividades (S = 20 e S = 26), independentemente da inclusão ou não dos CERs; d) os CERs contribuem para a viabilidade financeira dos projetos florestais em locais de baixa produtividade, quando se considera que as receitas sejam auferidas no ano de implantação do projeto; e) na análise de sensibilidade, o preço da madeira foi o item que mais influenciou a viabilidade econômica dos projetos. No entanto, os Certificados de Emissões Reduzidas tiveram pouca influência.

Caracterização e dinâmica de duas fases sucessionais em floresta secundária da mata atlântica

Em Santa Catarina, foi observado aumento da cobertura florestal nas últimas décadas, o que vem construindo uma paisagem florestal retalhada por um grande mosaico de fragmentos de vários estádios sucessionais. Neste trabalho, buscou-se avaliar o dinamismo do processo sucessional de dois diferentes estádios sucessionais. Em área florestal de 40 ha localizada no Município de São Pedro de Alcântara, SC, abandonada pelo uso agropecuário em meados de 1970, foram estabelecidas aleatoriamente parcelas permanentes (50 x 50 m), duas em estádio florestal secundário médio (SM) e quatro em estádio secundário avançado (SA). As avaliações anuais durante o período de 1994 a 2000 de todas as plantas arbóreas com DAP >5 cm revelaram que no SM os valores da densidade de plantas, residentes, recrutadas, mortas e ramificadas foram superiores em relação aos no SA. No entanto, a riqueza de espécies, área basal e distribuição diamétrica foram superiores no SA. Botanicamente, foram observadas com muita clareza as espécies e as famílias dominantes de cada estádio e igualmente o dinamismo sucessional desse grupo de espécies, aumento explosivo e posterior declínio e substituição, evidenciando-se perfeitamente a funcionalidade dos grupos ecológicos nessa tipologia florestal. Por fim, destacou-se que a densidade de plantas ramificadas é notadamente superior em estádios florestais secundários iniciais, embora as taxas de incremento corrente anual fossem similares. As avaliações florísticas mostraram, ainda, que as florestas no litoral catarinense se encontravam em dinâmica sucessional, em que espécies climáxicas vêm substituindo paulatinamente o grupo de espécies pioneiras, elevando a diversidade de espécies e a biomassa florestal.

Avaliação de um sistema de cavaqueamento de ponteiras de eucalipto para aproveitamento energético

Os objetivos deste trabalho foram avaliar o desempenho e estimar os custos de um sistema de cavaqueamento de ponteiras de eucalipto, resultantes de colheita florestal, para aproveitamento energético em uma empresa de base florestal localizada no Estado do Pará, na Região Norte do Brasil. O sistema era composto por um picador florestal, dois tratores florestais transportadores autocarregáveis (com grua) e uma carregadora frontal. A coleta de dados baseou-se em estudo de tempos e movimentos, determinação do consumo de combustível e pesagem dos cavacos produzidos. A produtividade média do sistema foi de 17,51 toneladas por hora efetiva. A eficiência operacional foi de 51,9%, devido a diversas demoras operacionais, principalmente para conserto e manutenção do picador. O transporte de cavacos foi considerado o ponto de estrangulamento do sistema, devido a ocorrências de falta de caminhão disponível no local para o carregamento. O sistema pode produzir entre 94 e 162 vezes mais energia do que consome. O custo do sistema por hora efetiva foi de R$376,56, o que representa R$21,51/t de cavacos ou R$2,70/GJ.

Correlação entre teor de umidade e eficiência energética de resíduos de Pinus taeda em diferentes idades

O crescente uso da biomassa florestal para a geração de energia leva empresas do setor de base florestal a preocuparem-se com a inclusão desta opção no uso múltiplo das florestas. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi verificar a influência da idade de árvores de Pinus taeda nas propriedades energéticas de seus componentes, e a relação existente entre o teor de umidade do material queimado e seu potencial de geração de energia útil para um sistema energético, de modo a determinar a idade ideal para se intervir nos plantios, otimizando o uso de todos os componentes das árvores, sem o esgotamento do solo. Foram realizadas análises energéticas nas folhas, galhos, copa e casca de Pinus taeda com 10, 12, 14 e 24 anos em delineamento experimental completamente casualizado sob esquema fatorial. Os resultados demonstraram que todas as idades podem ser utilizadas para fins de geração de energia. Houve correlação negativa significativa entre poder calorífico líquido e teor de umidade, possibilitando o ajuste de equação para a determinação do poder calorífico líquido em função do teor de umidade dos componentes avaliados nas diferentes idades.

ANÁLISE QUÍMICA DA MADEIRA COM CASCA EM SISTEMAS FLORESTAIS DE CURTA ROTAÇÃO1

RESUMO Os sistemas florestais de curta rotação possuem elevada produtividade em reduzido espaço de tempo e área, entretanto poucos trabalhos enfocam a qualidade da biomassa florestal produzida nessas condições. De fato, a qualidade da matéria-prima é muito importante para alto rendimento nos sistemas energéticos. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo estudar a madeira com casca proveniente de diferentes sistemas florestais adensados, por meio do conhecimento do poder calorífico superior e dos principais componentes químicos da madeira – lignina insolúvel, extrativos e cinzas. Adicionalmente, estudou-se o acúmulo desses componentes por árvore ao longo do tempo. As florestas clonais de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandisforam plantadas em cinco espaçamentos de plantio e três níveis de adubação. Aos 18, 24 e 30 meses após o plantio, coletaram-se árvores-amostra, das quais foram separados discos da região do DAP para análises químicas. No geral, os teores de lignina insolúvel, extrativos totais e cinzas obtidos nos diferentes tratamentos estão de acordo com os encontrados na literatura e assemelham-se aos das árvores mais velhas da mesma espécie. O acúmulo dos componentes químicos por árvore foi maior em florestas menos adensadas (espaçamentos mais amplos).

Modelos preditores da fitomassa aérea da Floresta Baixa de Restinga

Este estudo teve como objetivo desenvolver modelos preditores de fitomassa epigéa da vegetação arbórea da Floresta Baixa de Restinga. Foram selecionadas 102 árvores de 29 espécies ocorrentes na área de estudo e 102 indivíduos de jerivá (Syagrus romanzoffiana (Cham.) Glassman), distribuídos proporcionalmente entre as classes de diâmetro da vegetação arbórea. As árvores foram cortadas, ao nível do solo e foram medidos a altura total e o diâmetro à altura do peito (DAP) de cada árvore. As folhas foram separadas do lenho e a massa fresca da porção lenhosa e foliar medidas separadamente. Amostras de cada fração foram secas a 70 °C, até peso constante, para determinação da massa seca das árvores. Os modelos foram desenvolvidos através de análise de regressão linear, sendo a variável dependente a massa seca (MS) das árvores e as variáveis independentes a altura (h), o diâmetro a altura do peito (d) e as relações d² h e d² h multiplicada pela densidade da madeira (ρ d² h). Os modelos desenvolvidos indicam que o diâmetro explica grande parte da variabilidade da fitomassa das árvores da restinga e a altura é a variável explanatória da equação específica para o jerivá. Os modelos selecionados foram: ln MS (kg) = -1,352 + 2,009 ln d (R² = 0,96; s yx = 0,34) para a comunidade vegetal sem jerivá, ln MS (kg) = -2,052 + 0,801 ln d² h (R² = 0,94; s yx = 0,38) para a comunidade incluindo o jerivá, e ln MS (kg) = -0,884 + 2,40 ln h (R² = 0,92; s yx = 0,49) para o jerivá.

Caracterização, análise e perspectivas da matriz energética do setor de papel e celulose

O segmento de papel e celulose é um dos mais importantes segmentos industriais eletrointensivos do país. As unidades industriais são intensivas tanto no uso de energia térmica quanto elétrica, nas diversas etapas da produção de celulose e posteriormente na fabricação de papel. Grande parte dessa demanda energética é suprida por combustíveis provenientes do próprio processo, como o licor negro e biomassa florestal, entretanto, em muitos casos as unidades não são autossuficientes em energia. A matriz energética dessa indústria se baseou, inicialmente, no suprimento através do óleo combustível, abundante e barato. Todavia, com as crises de petróleo e a recessão estabelecida no país na segunda metade da década de 70, ocorreram rápidas e significativas mudanças, motivadas pelo incentivo do uso do licor negro em caldeiras de recuperação química. O gás natural, com a exploração das bacias de Santos e Campos, bem como com a construção do Gasoduto Brasil-Bolívia, também se tornou uma boa opção energética para a substituição do óleo combustível. Nesse trabalho buscou-se analisar as possíveis trajetórias da matriz energética da indústria de papel e celulose brasileira, no horizonte de curto e médio prazo, assim como identificar os fatores de transformação no histórico da matriz e definir tendências para o mercado de combustíveis e para o desenvolvimento tecnológico associado ao uso dos produtos energéticos no setor. As principais mudanças na participação dos insumos energéticos dessa indústria se deveram não somente pela relação de preço, mas também associadas às políticas setoriais, como o incentivo à autoprodução de energia e aproveitamento de subprodutos para diminuir a dependência externa de combustíveis e energia elétrica. Investimentos no aumento de eficiência dos processos e a adoção de tecnologias avançadas na geração de energia levarão à menor dependência externa de combustíveis e energia elétrica. A elevação dos preços dos combustíveis fósseis, associada à formação pouco transparente do preço em mercados verticalizados, tem proporcionado um incentivo à ampliação do uso de biomassa na matriz energética. Além disso, diante das incertezas sobre a demanda futura de celulose,a competitividade da indústria de papel e celulose estará vinculada à diversidade nos produtos gerados, aplicando o conceito de biorrefinarias florestais e realizando os múltiplos aproveitamentos da biomassa em rotas tecnológicas distintas.