Estudo de parâmetros cinéticos e termodinâmicos da pirólise de resíduos de madeiras e resinosos da Amazônia

dc.contributor.advisor-co1Batista, Luciano do Nascimento
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8814333289010783eng
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1925-2964eng
dc.contributor.advisor1Souza, Luiz Kleber Carvalho de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4621581382951807eng
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-2168-4352eng
dc.contributor.referee1Couceiro, Paulo Rogério da Costa
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0117665735282078eng
dc.contributor.referee1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-0875-1725eng
dc.contributor.referee2Almeida, Marcio Aurelio Pinheiro
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2880967876823602eng
dc.contributor.referee2orcidhttps://orcid.org/0000-0003-2494-7912eng
dc.creatorMacamo, Florência João
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3725305201539209eng
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0009-0008-2742-5312eng
dc.date.issued2026-02-26
dc.description.abstractThe growing demand for sustainable energy sources has driven the utilization of Amazonian residues as alternatives to fossil fuels. In this context, pyrolysis stands out as a promising thermochemical process for the conversion of different classes of biomass into biochar, biooil, and combustible gases under an inert atmosphere, contributing to waste valorization and the mitigation of environmental impacts. This work evaluated the bioenergy potential of Amazonian residues with distinct chemical natures, including lignocellulosic biomasses derived from the woods Manilkara huberi (Maçaranduba) and Dipteryx odorata (Cumaru), as well as white pitch resin and a mixture of α- and β-amyrin, through physicochemical, spectroscopic, morphological, thermogravimetric, kinetic, and thermodynamic analyses. Physicochemical characterization indicated high contents of volatile matter, fixed carbon, and total carbon, resulting in higher heating values of 15.75 MJ/kg for Maçaranduba, 15.49 MJ/kg for Cumaru, 15.50 MJ/kg for white pitch resin, and 15.49 MJ/kg for the α- and β- amyrin mixture, evidencing the energetic feasibility of the samples. Thermogravimetric analyses revealed distinct thermal behaviors, with multiple degradation stages for lignocellulosic biomasses associated with the decomposition of hemicellulose, cellulose, and lignin, and more concentrated profiles for resinous materials related to the presence of resinous and triterpenic compounds. Kinetic evaluation, conducted using the isoconversional methods of Flynn–Wall–Ozawa, Kissinger–Akahira–Sunose, Starink, and Vyazovkin, indicated activation energies ranging from 121.75 to 174.89 kJ/mol for lignocellulosic biomasses and from 89.31 to 104.81 kJ/mol for white pitch resin and the α- and β-amyrin mixture, reflecting different thermal decomposition mechanisms. Thermodynamic analysis indicated that the pyrolysis processes are endothermic and non-spontaneous, with positive values of enthalpy and Gibbs free energy and predominantly negative entropy, suggesting increased structural organization during the formation of pyrolytic products. In addition, mechanistic analysis using the Criado master plot method revealed the contribution of multiple mechanisms throughout thermal decomposition. Overall, the results demonstrate the high potential of these Amazonian residues for application in thermochemical routes for the production of biofuels and energy derivatives, contributing to the development of sustainable alternatives within the energy matrix.eng
dc.description.infoNão tenho nada a informareng
dc.description.resumoA crescente demanda por fontes energéticas sustentáveis tem impulsionado o aproveitamento de resíduos amazônicos como alternativas aos combustíveis fósseis. Nesse contexto, a pirólise destaca-se como um processo termoquímico promissor para a conversão de diferentes classes de biomassa em biochar, bio-óleo e gases combustíveis sob atmosfera inerte, contribuindo para a valorização de resíduos e a mitigação de impactos ambientais. Este trabalho avaliou o potencial bioenergético de resíduos amazônicos de naturezas químicas distintas, incluindo biomassas lignocelulósicas provenientes das madeiras Manilkara huberi (Maçaranduba) e Dipteryx odorata (Cumaru), bem como a resina breu branco e uma mistura de α-β amirina, por meio de análises físico-químicas, espectroscópicas, morfológicas, termogravimétricas, cinéticas e termodinâmicas. A caracterização físicoquímica indicou elevados teores de matéria volátil, carbono fixo e carbono total, refletindo valores de poder calorífico superior de 15,75 MJ/kg para a Maçaranduba, 15,49 MJ/kg para o Cumaru, 15,50 MJ/kg para a resina de breu branco e 15,49 MJ/kg para a mistura de α- e β-amirina, evidenciando a viabilidade energética das amostras. As análises termogravimétricas revelaram comportamentos térmicos distintos, com múltiplos estágios de degradação para as biomassas lignocelulósicas, associados à decomposição da hemicelulose, celulose e lignina, e perfis mais concentrados para os materiais resinosos, relacionados à presença de compostos resinóides e triterpênicos. A avaliação cinética, conduzida por métodos isoconversionais de Flynn-Wall-Ozawa, Kissinger-Akahira-Sunose, Starink e Vyazovkin, indicou energias de ativação variando entre 121,75 e 174,89 kJ/mol para as biomassas lignocelulósicas e entre 89,31 e 104,81 kJ/mol para a resina de breu branco e a mistura de α- e β-amirina, refletindo os diferentes mecanismos de decomposição térmica. A análise termodinâmica indicou que os processos de pirólise são endotérmicos e não espontâneos, com valores positivos de entalpia e energia livre de Gibbs e entropia predominantemente negativa, sugerindo maior organização estrutural durante a formação dos produtos pirolíticos, além disso, a análise mecanística pelo método master plot de Criado revelou a contribuição de múltiplos mecanismos ao longo da decomposição térmica. Dessa forma, os resultados demonstraram o elevado potencial desses resíduos amazônicos para aplicações em rotas termoquímicas de produção de biocombustíveis e derivados energéticos, contribuindo para o desenvolvimento de alternativas sustentáveis na matriz energética.eng
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superioreng
dc.description.sugestaoNão enfrentei dificuldades no depósito do meu trabalho.eng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationMACAMO, Florência João. Estudo de parâmetros cinéticos e termodinâmicos da pirólise de resíduos de madeiras e resinosos da Amazônia. 2026. 135 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2026.eng
dc.identifier.urihttps://tede.ufam.edu.br/handle/tede/11549
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal do Amazonaseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.departmentInstituto de Ciências Exataseng
dc.publisher.initialsUFAMeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Químicaeng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/por
dc.subjectResíduos amazônicospor
dc.subjectPirólisepor
dc.subjectCinéticapor
dc.subjectTermodinâmicapor
dc.subjectBioenergiapor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAeng
dc.subject.otherCinética químicapor
dc.subject.otherBiocombustíveispor
dc.subject.otherEngenharia químicapor
dc.thumbnail.urlhttps://tede.ufam.edu.br/retrieve/92449/DISS_FlorenciaMacamo_PPGQ.pdf.jpg*
dc.titleEstudo de parâmetros cinéticos e termodinâmicos da pirólise de resíduos de madeiras e resinosos da Amazôniaeng
dc.title.alternativeStudy of kinetic and thermodynamic parameters of the pyrolysis of Amazonian wood and resinous residueseng
dc.typeDissertaçãoeng

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