Dentre as consideradas “plantações energéticas”, várias culturas têm sido propostas, destacando-se a mandioca, cana-de-açúcar, o sorgo sacarífero e algumas oleaginosas. Tais culturas podem apresentar bons rendimentos em toneladas por hectare, mas requerem terras férteis e cuidados especiais, intensiva utilização do solo, além de serem mais sensíveis às variações climáticas e também por produzirem safras periódicas e em épocas definidas, exigindo-se, ainda, a implantação de uma infra-estrutura de armazenagem. Essas culturas, se implantadas na escala necessária para atender à demanda nacional, iriam sacrificar grande parcela de terras destinadas à produção de alimentos. A biomassa florestal, representada pelo eucalipto, se apresenta como a fonte mais segura, perene e renovável de energia para os países tropicais, como o Brasil.
Devido à imperiosa necessidade nacional de matéria-prima, não se encontrou, entre as inúmeras espécies nativas e algumas exóticas, qualquer outra que ocorresse com o eucalipto, pela perfeita adequação fisico-química da madeira para os fins industriais, o rápido crescimento, a elevada produção de sementes, a resistência às pragas e doenças, a facilidade de tratos silviculturais e a grande plasticidade do gênero. No Brasil, já não se discute a importância do gênero como fornecedor de matéria-prima para diversos fins industriais. Definitivamente, está consagrado como excelente fonte de matéria-prima para a produção de carvão vegetal.
O carvão vegetal é utilizado para fins domésticos há mais de 6 mil anos. Ainda hoje é utilizado em atividades domésticas e em churrascarias para assar carnes. Como produto químico, é utilizado como carvão ativado, com um alto poder absorvente, sendo usado como descorante, desgaseificante, purificador de águas e vinhos, vários usos medicinais; pode ser usado, ainda, como fonte de carbono na fabricação de sulfureto e tetracloreto de carbono, cianeto etc. Industrialmente, o carvão vegetal é o mais importante combustível e redutor do minério de ferro, em operações siderúrgicas e metalúrgicas. Os primitivos processos de metalurgia de ferro se iniciaram apoiados no carvão vegetal, quando ainda nem se pensava na utilização do carvão mineral para a obtenção do coque em operações industriais. A utilização do carvão vegetal, no Brasil, apresenta inúmeras vantagens em relação ao carvão mineral: é renovável, menos poluente, baixo teor de cinzas, praticamente isento de enxofre e fósforo, mais reativo, processo de produção e transporte não centralizados, tecnologia de fabricação já consolidada, poupança de divisas com a eliminação de importações de combustíveis fósseis etc. Ultimamente, o carvão vegetal tem sido utilizado nas indústrias de cimento, de cal e em cerâmicas.
O segmento siderúrgico nacional é um dos mais dinâmicos e importantes da economia nacional e alcançando um faturamento de US$2,8 bilhões. Esse segmento é constituído por 88 empresas, 121 alto-fornos e 93 fornos ferro-ligas, contribuindo com o equivalente a US$400 milhões em impostos. O carvão vegetal é um dos redutores e energéticos mais importantes na indústria. O consumo de carvão vegetal no Brasil alcançou 26,9 milhões de metros cúbicos, com 70% de participação da madeira oriunda dos reflorestamentos.
Há tempos atrás, o setor foi considerado o vilão do setor florestal principalmente quando produzido a partir da madeira nativa; nos dias atuais, esse panorama tem mudado favoravelmente com a utilização de madeira oriunda das florestas plantadas, na sua grande maioria de espécies do gênero Eucalyptus..
Observa-se uma drástica redução no consumo de carvão vegetal proveniente de madeiras oriundas da floresta nativa. Essa tendência irá pressionar ainda mais a utilização dos estoques de madeira reflorestada existente para suprimento de carvão vegetal destinada ao setor siderúrgico. Através dos anos, o eucalipto vem desempenhando um papel importante no atendimento das necessidades de matéria-prima florestal, bem como poupando as ultimas reservas florestais nativas principalmente no centro-sul brasileiro.
A variação no consumo total de carvão vegetal, a nível nacional, ocorre normalmente como conseqüência da variação cambial, o que poderá, em determinado momento proporcionar o estímulo ás importações de carvão mineral e reduzir o consumo de carvão vegetal. Nos dias atuais, com a desvalorização da moeda nacional frente ao dólar, é de se esperar a manutenção e, até mesmo, um aumento no consumo de carvão vegetal como agente termo-redutor na siderurgia.
Além da enorme quantidade de geração de impostos, a quantidade de mão de obra empregada no setor de carvão vegetal é muito expressiva.
Quando se aborda o segmento siderúrgico a carvão vegetal, o Estado de Minas Gerais representa a quase totalidade do consumo a nível nacional.
A área plantada pelo setor siderúrgico é da ordem de 1,2 milhão de hectares. Nos últimos anos, o setor vê reduzida significativamente a sua área plantada, gerando preocupações quanto ao futuro abastecimento das unidades industriais. Somente em Minas Gerais, a área anual de plantio atinge 30 mil hectares, quando deveria plantar 150 mil hectares.
O carvão vegetal enfornado nos altos-fornos do Estado de Minas Gerais(principal produtor de carvão vegetal no Brasil)tem as seguintes propriedades típicas:
Composição química(Base seca)
.Cinzas =5%
.Matéria voláteis =25%
.Carbono fixo =70%
Propriedades Físicas
.Peso por m3(a granel)-240 kg/m3(Base seca)
.Tamanho médio(aritimético)-30 mm
O carvão entra nos altos-fornos com umidades muito variáveis(que variam de 5 até 30% em base seca). É muito importante que o carvão enfornado tenha baixo teor d’ água e, para isso, deve ser protegido contra chuva e contra qualquer causa que possa molhá-lo.
De modo geral a qualidade do carvão a ser obtido depende de:
-Espécie da madeira.
-Tamanho da madeira.
-Método de carbonização.
A espécie da madeira é muito importante porque madeiras densas produzem carvão denso. Para o alto-forno um alto valor do peso a granel do carvão (kg de carvão/m3) é desejável porque permite introduzir mais carbono útil do forno.
A densidade é uma característica fundamental do carvão vegetal, pois, quanto mais denso o carvão, maior é a quantidade de energia por unidade de volume conseqüentemente, melhor será o aproveitamento do espaço interno do reator.
A densidade do carvão está diretamente relacionada com a densidade da madeira de origem, conforme mostra o estudo do CETEC.
O tamanho da madeira influencia muito a qualidade do carvão. A madeira em pedaços pequenos produz carvão mais duro e mais denso que a madeira em grandes pedaços por que tem menos tendência a estourar durante a carbonização e as gretas produzidas pela contração são menos numerosas. Além do mais, praticamente todos os métodos de mecanização exigem cortar pedaços a madeira em pequenos pedaços.
O método de carbonização influencia o tamanho do carvão produzido. A carbonização lenta quebra menos o carvão que os métodos rápidos (e isso é um ponto a favor dos fornos de tijolos). Os grandes fornos contínuos devem, por isso, ser carregados com lenha de menor tamanho, economicamente viável. A temperatura de carbonização também influencia no peso por metro cúbico e no teor de carbono fixo do carvão obtido. Altas temperaturas de carbonização produzirão carvão com muito carbono fixo, mas tão frágil e miúdo que será completamente inadequado para ser utilizados nos altos fornos.
De um modo geral, um bom carvão vegetal para alto forno deve ser:
Fisicamente:denso, pouco friável, de granulometria uniforme e suficiente resistência à compressão
Quimicamente:alta % de carbono fixo, baixa % de cinzas e baixa % de fósforo. Deve-se evitar ao máximo que o carvão se molhe no manuseio, transporte e estocagem.
José de Castro Silva
José Tarcísio da Silva Oliveira
Departamento de Engenharia Florestal - UFV
Agosto/2003 |
