No passado somente se questionava a utilização de fontes alternativas de energia em períodos de crise do petróleo. Inclusive foram nestes períodos que houveram os maiores desenvolvimentos tecnológicos nesta área. Porém, atualmente, em função das questões ambientais e aumento do preço dos combustíveis convencionais no setor energético e da valorização da matéria-prima, necessidade de aumento da eficiência e rendimento produtivos e também questões ambientais na indústria da madeira, vem se valorizando o uso dos resíduos do processo produtivo para inúmeras finalidades.
Aliando-se a questão energética à evolução dos processos produtivos da indústria madeireira, nunca se ouviu falar tanto em uso de resíduos ou biomassa para a produção de energia. E isto é excelente, pois assim estarão sendo minimizados ou resolvidos problemas em ambos os campos.
Uso de resíduos de madeira para a geração de energia
A primeira pergunta que sempre vem à tona é: É viável técnica e economicamente a utilização dos resíduos de madeira para a geração de energia? Para responder esta pergunta são necessárias várias considerações. Inicialmente deve-se considerar as vantagens e desvantagens do uso da madeira para a geração de energia.
Sempre são mencionadas as vantagens e desvantagens intrínsecas ao material madeira. Porém, além destas existem outras tão ou mais importantes para quem deseja utilizar a madeira para a geração de energia.
Um fator muito importante, que torna o Brasil um país de destaque, é o fato do alto potencial florestal que possuímos, com grandes extensões, próprias para fins florestais, e conseqüentemente com maior volume de produção de madeira. Nossas florestas implantadas têm alta produtividade, em função das várias essências exóticas, bem adaptadas e com elevado incremento. Este aspecto precisa ser melhor explorado pelo Brasil, pois desde o início dos anos 90, a FAO tem desenvolvido trabalhos que demonstram que os países desenvolvidos estão retomando o uso da madeira como fonte energética e inclusive produzindo excedentes justamente para este fim.
Infelizmente, quando se trata de madeira, nem todos os aspectos são vantajosos no que se refere ao uso energético. Para se obter sucesso no uso da madeira para a geração de energia são necessárias algumas considerações relacionadas a:
- completa avaliação do uso e fluxo de energia da indústria;
- detalhada análise técnica e de engenharia do balanço do sistema energético com as necessidades de energia da indústria, incluindo cogeração, se desejado;
- fonte confiável de resíduos industriais;
- resíduo confiável, conveniente e barato;
- disponibilidade de tecnologia para transformação de resíduos em energia que seja de boa qualidade e comercializável;
- adequado controle de poluição;
- disponibilidade de coleta e distribuição ou venda do "resíduo" (por exemplo a cinza da combustão);
- pessoal treinado para operação e manutenção dos equipamentos de geração de energia;
- eficiência na diminuição nos custos de distribuição ou venda, diminuição nos custos de energia e novas fontes de rendimento que excedam o capital do investimento, sistemas de operação e manutenção.
Porém, o problema mais freqüentemente citado pelas indústrias que usam resíduos de madeira para a geração de energia é a falta de capital para a construção inicial ou expansão da planta para geração de energia. Outros problemas estão relacionados ainda a:
- ineficiência no uso da energia gerada;
- muita manutenção;
- necessidade de automação;
- dificuldade para encontrar critérios para o controle da poluição;
- baixa eficiência;
- excesso de resíduos e deficiências na armazenagem;
- poucas taxas de incentivos.
Portanto, problemas na utilização industrial de resíduos para a geração de energia podem ser oriundos da não observação dos passos acima citados, que comprometem o sucesso do empreendimento.
Preço médio pago pelos resíduos produzidos em um raio de 120 km de Lages, Santa Catarina, em 2001
A madeira de pinus e a geração de energia
Na região sul e sudeste do Brasil, grande parte da indústria madeireira está baseada exclusivamente na utilização de espécies do gênero Pinus. Este fato aliado ao grande volume de resíduos desta madeira disponíveis sem utilização, fazem dela um potencial material para o uso energético.
A madeira de Pinus possui uma densidade de média a baixa, o que afeta diretamente o poder calorífico volumétrico do material, ou seja, para a produção de uma dada quantidade de energia é necessário maior quantidade de material, se comparado com madeiras de maior densidade.
Porém, o fato do Pinus possuir resina (extrativos) faz com que seu poder calorífico aumente em relação a madeiras com menor quantidade de resina. O fato da madeira de Pinus ser pouco resistente a biodegradação também afeta seu uso energético. Assim, períodos de armazenamento muito elevados propiciam a ação de agentes biodegradadores que consomem os componentes lignocelulósicos da madeira, diminuindo seu poder calorífico.
Baseados nestas características preliminares e nas poucas informações disponíveis sobre o uso da espécie para a geração de energia, a partir do ano de 2001, foram iniciados estudos na região de Lages, em Santa Catarina, para a quantificação e qualificação de resíduos gerados na indústria da madeira.
Praticamente todo o resíduo gerado na região foi de Pinus. A quantidade gerada aproximava-se, naquele ano, a 80 mil toneladas/mês para uma região com 283 indústrias de transformação primária, secundária e terceária, excetuando as indústrias de celulose e papel.
O material produzido e disponível na região caracterizava-se basicamente por serragem, em maior quantidade, cavacos com e sem casca, destopos, costaneiras, refilos, maravalha seca e verde e resíduos secos da indústria de painéis.
Estas informações, da quantidade e qualidade dos resíduos de Pinus, subsidiaram a instalação da Unidade de Co-geração Lages, da empresa TRATEBEL Energia, que está entrando em operação este ano.
A necessidade da qualificação dos materiais que estão sendo utilizados na cogeradora de energia proporcionou aos pesquisadores a oportunidade de continuar os estudos, e em 2003 e 2004 está sendo avaliada a qualidade de resíduos armazenados em pátio, na forma de toras, para resíduos florestais, e outras formas para resíduos industriais, por um período de seis meses.
Os resultados preliminares já indicam que o tipo de resíduo com melhor desempenho no armazenamento é a costaneira de pinus e que o tempo de armazenamento ideal para o uso energético estará entre dois e quatro meses.
O poder calorífico superior de resíduos de Pinus tem apresentado valores entre 4100 e 4800 Kcal/Kg. Porém, como o poder calorífico utilizável é o poder calorífico líquido, que é influenciado pelo teor de umidade da madeira, os valores são bem mais variados, aumentado com a diminuição do teor de umidade do resíduo, ao longo do período de armazenamento.
Poder calorífico líquido (PCL) de resíduos de Pinus ao longo de quatro meses de armazenamento
A biodegradação ocorrida em seis meses de armazenamento não tem afetado significativamente a perda de massa dos resíduos de Pinus.
Maiores informações sobre a pesquisa podem ser obtidas através do e-mail martha@uniplac.net ou telefone (049) 2511097.
Agradecimentos: Á empresa Tractebel Energia, financiadora do projeto e a Universidade do Planalto Catarinense – UNIPLAC.
Por: Martha Andreia Brand, professora do Curso de Engenharia Industrial Madeireira, UNIPLAC. E-mail: martha@uniplac.net |
