CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DE BIOCARVÃO PROVENIENTE DA CASCA DE EUCALIPTO DA ESPÉCIE Eucalyptus grandis EM DIFERENTES CONDIÇÕES DE PIRÓLISE

Abstract

A plantação de eucalipto no Brasil ocupa uma área de 5,7 milhões de hectares, com destaque para os estados de Minas Gerais, São Paulo e Mato Grosso do Sul. As empresas dos setores de árvores plantadas geraram em 2016, 47,8 milhões de toneladas de resíduos sólidos, sendo que, desse total, 33,7 milhões (70,5%) são oriundos das atividades florestais e 14,1 milhões (29,5%) são de atividades industriais. A transformação desses resíduos em biocarvão é uma tecnologia que tem se desenvolvido, principalmente para sua aplicação na agricultura. O biocarvão pode ser descrito como um produto rico em carbono produzido através do tratamento térmico da matéria orgânica, denominado processo de pirólise. Esse estudo teve por objetivo preparar e caracterizar quimicamente o biocarvão proveniente da casca de eucalipto Eucalyptus grandis em diferentes condições de pirólise. Para isto, os biocarvões foram preparados em duas temperaturas de pirólise (350 °C e 600°C) em atmosferas distintas, na ausência e presença de N2. A caracterização do material se deu através da determinação do ponto de carga zero (pHPCZ); pela metodologia proposta por Boehm, para determinação de grupos de superfícies; espectroscopia de infravermelho (FTIR); área superficial específica (As) pelo método azul de metileno; teor de cinzas e capacidade de troca catiônica (CTC). Os resultados experimentais mostraram que a temperatura de pirólise e a atmosfera de N2 contribuíram significativamente nas características finais dos biocarvões em estudo. Verificou-se que os valores de pHPCZ dos biocarvões foram de 6,21 e 9,25 para os biocarvões de 350 e 600°C pirolisados em condições normais, e respectivamente, 6,24 e 7,33 para os pirolisados na atmosfera de N2. Os resultados obtidos pelo método de Boehm mostraram que a temperatura e a atmosfera de N2 influenciaram significativamente na natureza dos grupos superficiais, ocasionando uma redução 97 e 54% de grupamentos carboxílicos sobre os biocarvões de 350 e 600°C e uma redução de 7,25% no teor de grupos fenólicos presentes nos biocarvões de 350°C. Em nenhum dos biocarvões foi identificado grupamentos lactônicos. Para estes materiais, adotando-se o método de espectroscopia de infravermelho (FTIR), verificou-se que os biocarvões pirolisados a 350°C em ambas atmosferas são compostos majoritariamente por grupos carboxílicos/carboxilatos e fenólicos, enquanto os pirolisados a 600°C tem em sua composição maior

quantidade de grupos carboxilatos. A área superficial específica (As) foi estimada através do parâmetro qmáx indicando 142,8 mg g-1 e 111,1 mg g-1 para os biocarvões de 350 e 600°C e 90,90 mg g-1 e 100 mg g-1, respectivamente, para os biocarvões pirolisados em atmosfera de N2. Verificou-se que área superficial dos biocarvões se elevou com o aumento da temperatura. O aumento da temperatura de pirólise permitiu verificar uma elevação de 22,8 % no teor de cinzas dos biocarvões, enquanto que a presença de atmosfera de N2 evidenciou um aumento de 22% da mesma. A CTC também foi influenciada pela temperatura de pirólise e pela presença de atmosfera de N2, apresentando redução de 49 e 16,48% em seu valor, corroborando com os dados da titulação de Boehm e pHpcz.