Evaluation of the anatomical structure and apparent density of the wood and charcoal from Eucalyptus sp. and Corymbia sp. trees

A madeira é considerada como estratégica como produto base para inúmeros setores e segmentos da economia mundial e nacional, para a produção de móveis, pisos, construção, celulose, papel e outros produtos e, ainda, no setor energético, para a produção de álcool, e, em especial no Brasil, para o carvão vegetal, em siderúrgicas. O carvão da madeira de florestas plantadas de eucaliptos traz um maior benefício ao país, pela redução da pressão da exploração da madeira das florestas nativas. A transformação da madeira em carvão ocorre através de tratamento térmico, compreendendo diversas fases de aquecimento, com consequente alteração da madeira, como a perda de água, contração, degradação e ruptura da parede celular dos seus elementos anatômicos. Neste aspecto, são incipientes os estudos das alterações da anatomia da madeira dos eucaliptos resultantes do processo de carbonização e sua aplicação na melhoria da estrutura e da qualidade do carvão. Pelo exposto, o presente trabalho tem como objetivo estudar as alterações da estrutura anatômica, densidade aparente e variação dimensional da madeira e do carvão de árvores de 19 clones/espécies/híbridos de Eucalyptus e Corymbia, de plantações da Aperam Bioenergia Jequitinhonha, da região do Vale do Jequitinhonha/MG. Após a análise anatômica macroscópica e de densitometria de raios X, assim como as medições dimensionais de todos as amostras, a madeira das árvores de Eucalyptus e Corymbia foi submetida ao tratamento térmico de carbonização (450ºC) e, na sequência, aplicados métodos de análise da anatomia microscópica, de densitometria de raios X e de avaliação da contração/redução dimensional. Os resultados das análises anatômicas mostraram que os vasos do lenho próximos da medula e da casca são de menor diâmetro-maior frequência e maior diâmetro-menor frequência, respectivamente, com os clones de maior densidade com menor dimensão-maior frequência dos vasos. A análise microscópica comparada da madeira e do carvão mostrou a alteração dos vasos de formato circular a ovalado-oblongo, redução do diâmetro tangencial e aumento da frequência. Da mesma forma, os resultados indicaram que a densidade aparente da madeira é, de modo geral, 50% maior do que a do carvão. Os clones de madeira e de carvão de maior densidade aparente foram os de C. citriodora e o de C. toreliana x C. citriodora; os de menor densidade aparente foram os de E. urophylla x (E. camaldulensis x E. grandis) e de E. urophylla. Verificou-se, ainda, que a redução/contração da madeira na carbonização foi maior nos sentidos tangencial (26,06%) e radial (15,94%) e nos clones de maior densidade aparente.Wood is considered as a strategic base product for numerous industries and sectors of the world and national economy, for the furniture production, flooring, construction, pulp, paper and other products, and also in the energy sector for the production of alcohol, and especially in Brazil, to produce charcoal for the steel manufacture. The charcoal from planted forests of eucalyptus brings a greater benefit to the country, by reducing the pressure of the logging of native forests. The transformation of wood charcoal occurs through heat treatment comprising various stages of heating, with consequent alteration of the wood, such as water loss, shrinkage, and degradation of the cell wall rupture of their anatomical elements. In this aspect, are incipient the studies of the wood anatomy changes of eucalypts resulting from the carbonization process and its application in improving the structure and quality of the charcoal. For these reasons, the present work aims to study the changes of anatomical structure, apparent density and dimensional change of the wood and the charcoal from trees of 19 clones/species/hybrids of Eucalyptus and Corymbia plantations from Aperam Bioenergy Jequitinhonha, coming from the region Jequitinhonha Valley/MG. After the anatomical analysis macroscopic and X-ray densitometry, as well the dimensional measurements of all the samples, the wood of Eucalyptus and Corymbia trees was subjected to the heat treatment of carbonization (450° C) and, subsequently, applied methods for the analysis of microscopic anatomy, X-ray densitometry and evaluation of contraction/dimensional reduction. The analysis results showed that the anatomical vessels near the spinal wood and bark are in smaller diameter, higher - frequency and larger-diameter lower frequency, respectively, and clones with higher density has higher frequency and smaller vessels. Microscopic analysis compared the wood and charcoal showed the change in vessels circular shape oblong-oval, reducing the diameter and increasing shear rate. Likewise, the results indicated that the apparent density of the wood is generally 50% greater than that of charcoal. The clones with the highest density were C. citriodora and C. toreliana x C. citriodora, the lower density were E. urophylla x (E. grandis x camaldulensis) and E. urophylla. It was also found that the reduction/shrinkage of the wood after carbonization was greater in the tangential directions (26.06 %) and radial (15.94 %) and in the clones of higher apparent density