Os resíduos sólidos são conceituados pela NBR 10.004 (ABNT, 1987) como resíduos descartáveis ou inúteis resultantes das atividades humanas, em estado sólido, semi-sólido ou semi-líquido (com conteúdo líquido insuficiente para que este fluido possa se movimentar livremente).
Os resíduos sólidos orgânicos de origem vegetal, particularmente após os tratamentos químicos que recebem para utilização na indústria madeireira, constituem uma fonte de elevados impactos ambientais sobre o meio físico, particularmente sobre os mananciais hídricos superficiais e subterrâneos e sobre os meios biológico e sócio-econômico.
O impacto ocorre com a geração de chorume, a emissão de gases e maus odores resultantes dos processos de fermentação e decomposição, a geração de sais inorgânicos e de metais tóxicos. Produz ainda a corrosão de equipamentos componentes da infra-estrutura das instalações.
A madeira é um produto do tecido xilemático dos vegetais superiores, localizado no tronco e no galho das árvores, com células especializadas na sustentação e condução de seiva. Em termos comerciais, a madeira somente é encontrada em árvores com altura superior a 6m.
O xilema é um tecido característico das plantas superiores, incluídos arbustos, cipós e árvores, constituídas de fibras, elementos de vasos, traqueídeos, raios e parênquima axial.
A casca é constituída pelo ritidoma, periderme e floema, e tem a função de conduzir a seiva elaborada. O câmbio é um tecido meristemático que gera novos elementos circulares. Os anéis de crescimento representam o incremento anual da árvore, enquanto o cerne e alburno representam as porções que vão se tornando mais resistentes da madeira e que constituem alvo preferencial da explotação. Os raios e a medula armazenam as substâncias nutritivas.
Atualmente reconhecem-se as características de heterogeneidade e anisotropia das madeiras, e que são os principais fatores a determinar variações nas indústrias e por conseqüência, nos resíduos sólidos que produzem.
Hoje se reconhece nos mecanismos de biodegradação dos materiais lignocelulósicos, conduzidos de forma controlada por fungos pré-selecionados como uma importante alternativa para os tratamentos biotecnológicos de aplicação industrial para a solução adequada da questão dos resíduos sólidos. Este processo é denominado biopolpação.
A aplicação deste processo permite tornar cavacos e resíduos como matéria-prima para a fabricação de papel.
No Estado do Rio Grande do Sul, está situado o pólo moveleiro de Bento Gonçalves, um dos principais do país. Este pólo teve sua origem no final do século passado, quando imigrantes italianos marceneiros produziram os primeiros móveis. Atualmente este setor econômico responde por 8% do PIB do Estado. O esforço de consolidação deste pólo ocorre com a implantação do CETEMO – Centro Tecnológico do Mobiliário, pelo SENAI, na década de 80, e pela criação de um curso superior de Tecnologia em Produção Moveleira, pela Universidade de Caxias de Caxias do Sul, em 1994.
Atualmente estão em amplo procedimento de divulgação e popularização os conceitos de ecodesign, incluindo os conceitos de recuperação de material, projetos voltados para a simplicidade, redução de matérias-primas na fonte, recuperação e reutilização de resíduos, uso de formas de energia e materiais renováveis, produtos com maior durabilidade, recuperação de embalagens e utilização de substâncias à base de água.
Por outro lado, a legislação ambiental cada vez mais severa induz a uma nova postura em toda dimensão do setor, incluindo a adequada gestão de resíduos sólidos.
Uma das principais alternativas que era a incineração dos resíduos encontra-se oficialmente proibida em muitas regiões do país, com muitas autuações de empresas que insistem nesta prática.
MATERIAIS E MÉTODOS
Realiza-se caracterização físico-química e organoléptica da madeira, bem como considerações sobre anatomia da madeira, biodegradação e biopolpação. Também são referidos os conceitos básicos de tecnologias limpas, ecodesign e queima de resíduos.
Para subsidiar a análise das alternativas de destinação, caracterizam-se os resíduos, com quantificação, descrição do armazenamento e da destinação usuais.
Posteriormente analisam-se as alternativas possíveis para a destinação dos resíduos de madeira, envolvendo a compostagem, a tecnologia do resíduo estruturante, a produção de energia, o uso da madeira como lenha ou ainda como combustível líquido ou gasoso e carvão vegetal.
Discutem-se ainda as possibilidades de produção de materiais diversos, a produção de peças de artesanato, a produção de painéis, com aglomerados de MDF, OSB e outros; a produção de briquetes e ainda a produção de papel e farinha de madeira.
Todas estas alternativas tecnológicas são avaliadas dentro de uma perspectiva de viabilidade tecnológica, econômica e ambiental, para a solução dos problemas de resíduos da indústria madeireira.
DESENVOLVIMENTO
Para melhor análise das alternativas possíveis de destinação dos resíduos da indústria madeireira, devem ser feitas, preliminarmente, uma caracterização dos resíduos, com quantificação e considerações sobre o armazenamento e o destino dos resíduos.
As alternativas possíveis para a destinação dos resíduos de madeira são a compostagem, o uso como resíduo estruturante, a produção de energia, o uso como lenha, carvão vegetal, a produção de materiais diversos e a produção de painéis (aglomerados, MDF, OSB e outros), ou ainda a produção de briquetes.
Compostagem
O vocábulo “compost” da língua inglesa originou a palavra composto para indicar o fertilizante orgânico, preparado a partir de restos vegetais e animais através de um processo denominado compostagem.
A técnica de compostagem foi desenvolvida com a finalidade de se obter mais rapidamente e em melhores condições a estabilização da matéria orgânica. No processo de compostagem, os restos são amontoados, irrigados e revolvidos, acelerando o tempo de decomposição.
A compostagem é definida como um processo controlado de decomposição microbiana de oxidação de uma massa heterogênea de matéria orgânica no estado sólido e úmido, passando pelas fases de fitotoxicidade, bioestabilização e maturação. Durante o processo ocorre produção de calor e desprendimento de gás carbônico e vapor de água. Neste processo é importante o controle da relação C/N, que na madeira é elevada.
Este processo é crescentemente utilizado em suinocultura e avicultura, e a legislação brasileira classifica os produtos resultantes como fertilizantes orgânicos.
Resíduo Estruturante
É a utilização da serragem fina ao lodo de esgoto proveniente de Estações de Tratamento de Efluentes, utilizando reatores na escala de laboratório. Estudos têm indicado que esta técnica é eficiente para biodegrabilidade do lodo de esgoto antes do processo de compostagem.
Produção de energia
A produção de energia com a utilização de biomassa (energia solar transformada em estrutura vegetal via fotossíntese) é uma fonte alternativa que se adapta às diversas regiões brasileiras. A implantação de usinas de biomassa preserva o meio ambiente, requerendo áreas a serem impactadas insignificantes quando comparada com hidrelétricas.
Um bom exemplo desta utilização são os dados da Nestlé, mostrando a viabilidade tecnológica e econômica desta solução.
O Instituto Nacional de Eficiência Energética (INEE) tem defendido a implementação de unidades capazes de produzir ao mesmo tempo vapor para a secagem da madeira e eletricidade. Existem registros notáveis para consultas como o case da BK Energia.
Uso como lenha
A utilização da lenha tem larga tradição no Brasil. Em 1952, quase metade do total de energia consumida no país era proveniente da biomassa. Em 1969, esta percentual se reduziu para 33,7% e em 1979 para 17,4%, considerando como lenha o consumo tradicional e histórico dessa biomassa no Brasil, incluindo a utilização doméstica, fornos de padarias, cerâmicas e olarias.
Uso como combustível
A importância da madeira não resulta apenas do seu aproveitamento pela queima direta e carbonização. A madeira, além de quantidades reduzidas de nitrogênio e outros elementos, é constituída por cerca de 50% de carbono, 44% de oxigênio e 6% de hidrogênio, constituindo uma massa heterogênea de aproximadamente 50% de celulose, 20% de hemicelulose e 30% de lignina. Por isso é matéria-prima para produção de gases combustíveis e combustíveis líquidos através de processos como gaseificação, liquefação e hidrólise.
A gaseificação é um processo de geração de gás, por decomposição térmica, em um gaseificador, onde o material é queimado em condições controladas para obtenção de gás combustível, com o objetivo de alimentar caldeiras ou movimentar motores.
Liquefação é o processo pelo qual o monóxido de carbono e o hidrogênio obtidos na gaseificação, são colocados sob condições especiais de temperatura e pressão, sendo liquefeitos.
A produção de etanol é desenvolvida pela hidrólise ácida como também pela hidrólise enzimática pela quebra das longas cadeias celulósicas.
Carvão vegetal
O carvão vegetal, utilizado quase totalmente em fornos de alvenaria conhecidos como “medas” ou “caieiras” apresenta rentabilidade entre 25% e 35%, com o restante dos combustíveis sendo constituída por voláteis que se perdem na atmosfera.
Não é a alternativa mais recomendável para estudos que tragam a perspectiva de se direcionar a uma visão integrada num contexto de desenvolvimento sustentável.
Materiais diversos
Neste campo destacam-se os novos produtos desenvolvidos para a construção civil. Destaca-se um experimento realizado com pó de serra de 3 diferentes espécies de madeira com vistas a sua aplicação em compósitos de cimento portland. Também a Universidade de Caxias do Sul tem desenvolvido trabalhos nesta direção.
A bibliografia internacional relata a tendência da utilização da madeira para a consolidação de novos produtos, dentro de conceitos de utilização de técnicas ecologicamente corretas.
O mercado da construção civil tem grande potencial na absorção de produtos duráveis, decorativos, com boa trabalhabilidade, e que apresentem peso específico adequado e condutibilidade térmica, absorção acústica ou reflexão acústica favoráveis, com preços competitivos.
Peças de artesanato
A lei que institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos, em sua Seção VIII institui a política de incentivos fiscais e financeiros às instituições que promovam reutilização e reciclagem de resíduos.
Neste contexto, destacam-se o potencial da indústria madeireira, onde “percentual da matéria-prima desperdiçada é grande, e com grande freqüência, os resíduos e refugos são destinados à queima”.
A produção de peças de artesanato pode atingir dimensões industriais (Rocha, 2002), em estratégias de parceira ou contextos de bancos de resíduos.
Produção de painéis
As chapas de madeira aglomerada são fabricadas com partículas de madeira ou outros materiais, aglutinados por meio de uma resina e em seguida prensados. A resina normalmene utilizada é a uréia-formaldeído, usando-se também, quando se necessita melhores características de resistência, o fenol-formaldeído.
Durante o processo de produção, são adicionados diversos produtos químicos para evitar o mofo, a umidade, o ataque de insetos e aumentar a resistência ao fogo.
As fábricas de madeira aglomerada utilizam as seguintes fontes de matéria-prima: resíduos industriais (resíduos de serrarias, fábricas de móveis e chapas), resíduos provenientes de exploração florestal (toras curtas, galhos, etc.), madeiras de qualidade inferior, não industrializáveis de outras formas, madeira proveniente de trato cultural de florestas plantadas e reciclagem de madeira sem serventia (demolições).
É uma tecnologia desenvolvida nos países ricos, que tinha como motivação básica a escassez de madeira ocorrida logo após o término da segunda guerra mundial, sendo motivador também o aproveitamento econômico dos resíduos industriais.
Produção de briquetes
A briquetagem é o processo de compactação de resíduos, no qual é destruída a elasticidade natural das fibras. Este processo diminui o consumo de energia para queima, resultando em um material com pequeno volume, alta densidade e com alto poder calorífico.
O briquete é produzido a partir de serragem e demais resíduos resultantes do processo de beneficiamento de qualquer tipo de madeira ou resíduos de agroindústria. Sua produção requer um controle de umidade, cujo teor máximo ideal é de 15%, o que torna necessário a introdução de processos de secagem.
Esse processo utiliza pressões elevadas para compactar os resíduos em cilindros chamados briquetes. A extrusão em altas pressões e temperaturas, por máquina rotativa oferece um produto homogêneo, sem aglomerantes, a temperaturas de 150 a 200 graus, obtida pelo atrito dentro das câmaras de compressão antes da extrusão, liquefazendo a lignina da biomassa. Ao sofrer esfriamento, a lignina se transforma em aglomerante natural, e cria a camada externa contra a umidade do ar.
A densidade do briquete é duas vezes superior, enquanto o poder calorífico é equivalente ao dobro. Já o preço do briquete é cerca de 5 vezes superior ao preço da lenha, considerando o melhor rendimento na queima.
A técnica da briquetagem, além de eliminar resíduos incômodos e onerosos, produz um material de tamanho constante, facilitando o armazenamento, a embalagem, e o transporte, facilitando a operação de equipamentos de queima para a produção de energia.
Com o uso de briquetes, as caldeiras trabalham em temperaturas uniformes, alcançando maior temperatura de queima, tornando o produto viável sob o ponto de vista tecnológico, econômico e mercadológico.
A tecnologia de produção de briquetes tem sido negociada com a Comunica Econômica Européia, pois estes países buscam no Brasil alternativas para substituir a energia fóssil e nuclear.
Produção de Papel
Em alguns países, restos de madeira procedentes de clareamento (madeira tratada) são usados na fabricação de pasta de papel (Remade, 2003), processo pouco comum no Brasil, devido a facilidade climática de obtenção de matéria-prima pelo reflorestamento.
Farinha de madeira
A farinha de madeira, é obtida pelo processo de moagem das diversas aparas de madeira, e usada por uma grande quantidade de indústrias, como matéria-prima para gerar produtos acabados ou semi-acabados, para empresas fabricantes de plásticos, indústrias de fundição, de compensados, de explosivos ou de calçados. Estas empresas que contribuem para a diminuição do montante dos detritos gerados, também são exemplos reais de que o resíduo pode e deve ser fonte para novos produtos.
As atividades ligadas à indústria madeireira são fundamentais na economia de muitas regiões do país, destacando-se a região de Bento Gonçalves no RS e para a viabilidade econômica e sustentabilidade dos pequenos empreendimentos industriais moveleireiros, principalmente de natureza familiar ou artesanal.
No entanto, o comprometimento ambiental gerado pela gestão inadequada de resíduos sólidos da indústria madeireira, é reconhecido tanto pela comunidade científica como pelas autoridades sanitárias e pela população em geral.
Logo, a contribuição de alternativas tecnológicas que viabilizem menor impacto ambiental sobre os meios físico, biótico e sócio-econômico que constituem o meio ambiente, é uma necessidade urgente para a melhoria de qualidade de vida das populações sem a perda de renda particularmente nos pequenos empreendimentos industriais.
Dr. Roberto Naime
Departamento de Engenharia Civil - FENG – PUCRS
Av. Ipiranga, 6681 – Prédio 30 - CEP 90619-900 – Porto Alegre, RS
Curso de Engenharia Industrial – ICET – FEEVALE
naimedec@pucrs.br ou rnaime@feevale.br
Dra. Ivone Sartor
Faculdade de Farmácia – PUCRS
isartor@pucrs.br
Dra Marlova Kulakowski
Curso de Arquitetura – ICET/FEEVALE
markovak@feevale.br
MSc Ana Cristina Garcia
Curso de Engenharia Industrial – ICET – FEEVALE
NITEC – EA - UFRGS
anagarcia@feevale.br |
