Produção e qualidade da biomassa de florestas energéticas no norte do Rio Grande do Sul, Brasil

Orientador : Prof. Dr. Dimas Agostinho da SilvaCo-orientadores : Prof. Dr. Braulio Otomar Caron, Prof. Dr. Jorge Luis Monteiro de MatosTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 27/03/2015Inclui referênciasÁrea de concentração : Tecnologia e utilização de produtos florestaisResumo: Este estudo teve como objetivo avaliar a produção e a qualidade da biomassa de florestas energéticas no norte do estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Para isso, foram determinadas as propriedades energéticas e elementares dos diferentes compartimentos da biomassa: madeira, casca, galho e folha, das espécies: Acacia mearnsii De Wild, Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden, Mimosa scabrella Benth e Ateleia glazioviana Baill, distribuídas em diferentes espaçamentos de plantio: 2,0x1,0 m; 2,0x1,5 m; 3,0x1,0 m e 3,0x1,5 m, no primeiro, terceiro e quinto ano após o plantio. Foi analisado um experimento conduzido no município de Frederico Westphalen-RS, instalado em delineamento de blocos completos casualizados com três repetições. Após a derrubada das árvores, foram retirados discos de 2,0 cm de espessura nas posições do tronco: 0% (base), 25%, 50%, 75% e 100% da altura total, para as avaliações da biomassa de madeira e casca. Já para a determinação da biomassa dos galhos e folhas, foram retiradas amostras estratificadas ao longo da copa das árvores e determinado seu peso final. Foram determinadas as variáveis biomassa, poder calorífico superior, massa específica básica, produtividade energética, densidade energética, teor de carbono fixo, material volátil e cinzas, carbono, hidrogênio, nitrogênio, enxofre e oxigênio elementar. Os resultados indicaram que as quatro espécies florestais apresentaram diferença em relação à produção de biomassa nos diferentes compartimentos, assim como para os constituintes elementares. O E. grandis e a A. mearnsii apresentam os maiores valores de biomassa, seguido da M. scabrella e A. glazioviana. Os quatro espaçamentos de plantio influenciaram nas propriedades energéticas. O aumento da densidade de plantio apresentou uma relação direta com a produção de biomassa e produtividade energética por unidade de área, nas diferentes idades de avaliação para as quatro espécies. As três idades assim como os quatro compartimentos das árvores induziram um efeito significativo nas propriedades energéticas e nos constituintes elementares. Do ponto de vista energético, até o 5º ano quanto maior a idade e menor o espaçamento de plantio, melhores são as propriedades energéticas da biomassa. Sendo recomendada a utilização do espaçamento 2,0 x 1,0 m para todas as espécies florestais estudadas, em plantios de curta rotação para uma maior produção de biomassa para fins energéticos. Os resultados da pesquisa são conclusivos para a idade dos povoamentos estudados quando se tem por objetivo a produção de biomassa para fins energéticos, os mesmos expressam uma boa tendência da variação que as espécies apresentam quando dispostas aos diferentes tratamentos estudados. Palavras-chave: Produção de biomassa; Propriedades energéticas; Propriedades elementares; Espaçamento de plantio; Energia da biomassa florestal.Abstract: This study aimed to evaluate the production and quality of biomass energy forests in the northern state of Rio Grande do Sul, Brazil. For this, we determine the energy and elementary properties of the different compartments of biomass: wood, bark, twig and leaf species: Acacia mearnsii De Wild, Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden, Mimosa scabrella Benth and Ateleia glazioviana Baill, distributed in different planting spacing: 2.0x1.0 m; 2.0x1.5 m; 3.0x1.0 me 3.0x1.5 m, the first, third and fifth year after planting. An experiment carried out in the city of Frederico Westphalen-RS, installed in a completely randomized randomized with three replicates was analyzed. After the cutting of the trees were removed 2.0 cm thick discs in trunk positions: 0% (base), 25%, 50%, 75% and 100% of the total height for biomass wood and bark reviews. For the determination of biomass and branch and leaf, samples were taken stratified along the treetops and given its final weight. We determined the variables biomass, gross calorific value, specific gravity, energy productivity, energy density, fixed carbon content, volatile matter and ash, carbon, hydrogen, nitrogen, sulfur and elementary oxygen. The results indicated that the forestry species show differences in relation to the production of the various compartments of the biomass as well as the elemental constituents. The E. grandis and A. mearnsii have the highest biomass values, followed by M. scabrella and A. glazioviana. The four planting spacing influenced the energetic properties. Increased planting density showed a direct relationship with the production of biomass and energy yield per unit area, at different ages assessment for the four species. The three ages as well as the four compartments of trees induced a significant effect on the energy properties and elementary constituents. From the energy point of view, to the 5th year with increasing age and lower the planting spacing, the better the energy properties of biomass. Being recommended the use of spacing 2.0 x 1.0 m for all forest species studied, in short rotation plantations for greater production of biomass for energy purposes. The research results are conclusive to the age of the stands studied when the objective is the production of biomass for energy purposes, they express a good trend of variation that species present when arranged in different treatments. Keywords: Biomass production. Energetic properties. Elementary properties. Planting space. Energy of forest biomass