Desenvolvimento e implementação de um protótipo para a redução do tempo de carbonização da madeira

Rafael dos Santos Figueiredo , Stanley Schettino , Fernando Colen , Edy Eime Pereira Baraúna , Maria Fernanda Lousada Antunes e Luciano José Minette

Resumo
O carvão vegetal é uma fonte de energia renovável, podendo ser produzido em diferentes tipos de fornos de carbonização. O desempenho da produção torna-se um fator crítico para aumentar a escala e reduzir o tempo necessário para obtenção do carvão. Este estudo teve como objetivo implementar e avaliar o desempenho de um sistema de ventilação controlada no processo de carbonização em fornos do tipo fornos-fornalha e compará-lo ao método manual. Para isso, foram implementados dois protótipos de ventilação controlada para otimizar a dinâmica de carbonização. A variável temperatura foi monitorada por um sistema de aquisição de dados desenvolvido para o experimento. O carvão vegetal produzido foi submetido a testes de densidade relativa aparente, densidade relativa verdadeira e porosidade. Os resultados comparativos entre a carbonização manual e o sistema de ventilação controlada demonstraram que o tempo de carbonização foi reduzido com a implementação do protótipo. Duas amostras do carvão produzido pelo método implementado apresentaram resultados satisfatórios nos testes de qualidade. Assim, evidenciou-se que a aplicação da tecnologia para otimizar o processo de carbonização desempenhou um papel relevante na produção de carvão vegetal de qualidade, além de contribuir para a melhoria das condições de trabalho.

Palavras-chave
Energia da madeira; Energia limpa; Carvão vegetal; Controle de temperatura; Floresta 4.0.

Abstract
Development and implementation of a prototype for reducing wood carbonization time. Charcoal is a renewable energy source and can be produced using different types of carbonization kilns. Production performance becomes a critical factor for scaling up and reducing the time required to obtain charcoal. This study aimed to implement and evaluate the performance of a controlled ventilation system in the carbonization process using kiln-furnace system, and to compare it with the manual method. Two controlled ventilation prototypes were implemented to optimize the carbonization dynamics. Temperature was the monitored variable, collected through a data acquisition system developed for the experiment. The produced charcoal was subjected to tests of bulk density, true density, and porosity. Comparative results between manual carbonization and the controlled ventilation system showed that carbonization time was reduced with the implementation of the prototype. Two samples of the charcoal produced by the implemented method yielded satisfactory results in the quality tests. Thus, it was evidenced that the application of technology to optimize the carbonization process played a relevant role in producing high-quality charcoal, in addition to contributing to improved working conditions.

Keywords
Wood energy; Clean energy; Charcoal; Temperature control; Forest 4.0.

DOI
10.21438/rbgas(2025)123032


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