Visando atender a demanda dos pequenos produtores por tecnologias mais eficientes, maior durabilidade e de menor custo para a conversão de madeira em carvão vegetal, está sendo desenvolvido na Universidade Federal de Viçosa em parceria com ASIFLOR (Associação das Siderúrgicas para Fomento Florestal) e FAPEMIG (Fundação de Amparo a Pesquisa de Minas Gerais) um sistema-fornalha para reduzir as emissões atmosféricas e aumentar o rendimento gravimétrico em carvão vegetal.
O forno utilizado para adaptar a fornalha e os dutos para condução dos gases é um forno de superfície típico, com algumas modificações, muito utilizado por pequenos produtores, principalmente no Estado de Minas Gerais. Trata-se de um forno circular de alvenaria dotado de seis orifícios na sua base para controle da marcha de carbonização. Optou-se em utilizar esse forno circular de superfície para receber os dutos e a fornalha por tratar-se de um forno de baixo custo, fácil construção e bastante difundido entre os pequenos e médios produtores de carvão vegetal.
A queima dos gases originários da carbonização resulta na redução, em média, de 90% na emissão de gases metano e monóxido de carbono, principais responsáveis pela intensificação do efeito estufa quando lançados na atmosfera.
Neste sistema é possível a carbonização de 12 estéreos de madeira por forno. O forno apresenta como dimensões: altura central de 2,2 metros, altura até início da cúpula de 1,5 m e diâmetro interno de 3 metros. A fornalha mede 0,8 metros de diâmetro interno e altura de 1,1m. Logo acima da fornalha foi construída a chaminé medindo 2,90 metros de altura, com diâmetro da base igual a 0,8m e o diâmetro no topo é de 0,4m.
Os fornos, assim como a fornalha e a chaminé foram construídos com tijolos refratários, que apresentam maior durabilidade e resistência ao calor. Para auxiliar na manutenção do calor dentro do forno durante o processo de carbonização e eliminar possíveis entradas de ar, os fornos, fornalha e chaminé foram emboçados com uma mistura de argamassa refratária e areia lavada. Utilizou-se também uma cinta metálica e barra de ferro rosqueada na base da cúpula para proporcionar maior durabilidade aos fornos, evitando a expansão das paredes dos fornos, ocasionada pela pressão exercida pelos gases gerados durante a carbonização, antes que estes sejam direcionados à fornalha.
Materiais e custos de construção de 3 fornos circulares do tipo UFV, interligados a uma fornalha e uma chaminé
Foram instalados oito poços de aço para medição da temperatura interna através de um medidor infravermelho de temperatura, distribuídos nas paredes e na cúpula de cada forno, que possibilitam a medição. Devido à queima dos gases da carbonização na fornalha, não há fumaça visível, meio normalmente utilizado no controle da carbonização, portanto, a tomada de decisão é determinada pela temperatura verificada. O forno possui seis “tatus” para controle da entrada de oxigênio e consequentemente controle de todo processo de carbonização.
Para condução da carbonização foram definidas faixas de temperatura e períodos de tempo nos quais estas temperaturas deveriam ser mantidas, baseando-se na degradação térmica da madeira.
O processo de carbonização utilizando a fornalha para queima dos gases ocorre em 70 horas, enquanto que o tempo de resfriamento é de 48 horas. O processo de transformação da madeira em carvão vegetal, considerando tempo de enchimento, carbonização, resfriamento e descarga do forno, acontece em 6 dias.
Perfil térmico da carbonização em Forno Circular UFV, considerando as médias de temperatura.
Com base nas temperaturas e tempos propostos para controle do processo, alcançou-se nas carbonizações realizadas, com madeira de Eucalyptus sp., 32,00% de rendimento em carvão vegetal, 11,50% de atiço e 3,30% de finos (carvão vegetal com granulometria inferior a 12,7 mm).
Autora: Angélica de Cássia Oliveira Carneiro professora do DEF – UFV |
