O Brasil reúne condições agrícolas e econômicas ideais para desenvolver e se beneficiar das tecnologias de utilização de lenha e outras biomassas para fins energéticos, por ser privilegiado em termos de extensão territorial, insolação e água, fatores essenciais para produção de biomassa em grande escala. Neste mesmo sentido, uma grande quantidade e variedade de resíduos florestais são geradas anualmente pelas diversas indústrias de base florestal, por exemplo, a geração de resíduos na cadeia produtiva de serrados de Pinus é da ordem de 75%, ou seja, apenas 25% do volume total de uma árvore é colocado no mercado na forma de tábuas, caibros, ripas, etc.
Portanto o uso de processos e aparelhos de gaseificação, para geração de energia em pequena escala e outros usos, constitui uma alternativa econômica e socialmente viável para o País, principalmente pelo fato de que apenas 25% das 5167 milhões de propriedades rurais possuem eletrificação rural, ou seja mais de 23 milhões de pessoas no meio rural, não dispõe de energia elétrica.
Assim, o potencial de geração de energia através da gaseificação de resíduos gerados pela indústria de base florestal é uma boa alternativa . O sistema é constituído de um conjunto gaseificador, de um motor de combustão interna e de um gerador de energia elétrica. Chegou-se a conclusão de que o processo de geração de energia elétrica, por gaseificação de resíduos de madeira, pode ser altamente viável para determinadas regiões do País, desde de que sejam utilizados motores com altas taxas de compressão e que os detalhes construtivos do conjunto gaseificador sejam compatíveis com o sistema de geração de energia elétrica.
Na década de 40, durante a Segunda Guerra Mundial, o Brasil foi obrigado a utilizar fontes alternativas de energia, em virtude da falta de combustível derivado do petróleo. De todas as alternativas, a mais utilizada era proveniente da biomassa (madeira). Tal fato também foi observado durante a crise energética, no início da década de 70.
É possível usar a energia da biomassa, uma delas é através da sua transformação em gás combustível, utilizando-se gaseificadores também conhecidos como gasogênios, para substituição de combustíveis derivados do petróleo em utilitários, caminhões, moto-bombas para irrigação agrícola, em tratores agrícolas, barcos para transportes fluviais, dragas para extração de areia e cascalho além de geradores de energia elétrica em zonas rurais. O gasogênio, utilizando água, madeira e carvão vegetal, é das soluções mais econômicas para os agricultores produzirem alimentos e gerarem energia elétrica em suas propriedades. Vale ressaltar, ainda, que madeira e carvão vegetal podem ser produzidos na propriedade agrícola, por reflorestamentos feitos em áreas marginais à cultura agrícolas ou mesmo em consórcio, num modelo agrosilvicultural típico. Tais reflorestamentos podem ser feitos com espécies de Eucalyptus, que pelas suas características de produtividade e qualidade da madeira produzida, oferecem também material desejável à produção de carvão vegetal.
Um forte argumento em favor do gaseificador é o alto custo para se levar a energia no meio rural (R$ 15.000,00 por Km de linha), o que tem prejudicado a lavoura irrigada e que pode vir a se transformar em grande entrave para o crescimento do setor no país. Segundo a Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG), a energia elétrica chega a apresentar participação média de 4,58% nos custos totais da produção de grãos irrigados. Já o levantamento de custo operacional mostra que a energia elétrica onera muito o produtor, pois a produção de uma tonelada de milho, arroz ou feijão exige gastos com energia elétrica, em relação ao custo total, de 26,46%, 24,90% e 19,48%, respectivamente
Em processos térmicos industriais, a gaseificação de biomassa tem diversas aplicações, tais como: fornos de tratamento térmicos, fornos cerâmicos, panificação contínua e ciclotérmica, fornos rotativos de calcinação e de fundições de metais não ferrosos, estufas, secadores para minérios, secadores de atomização, caldeiras, aquecedores de fluido térmico e geradores de ar quente.
O Brasil reúne condições agrícolas e econômicas ideais para desenvolver e se beneficiar das tecnologias de utilização de lenha e outras biomassas para fins energéticos, por ser privilegiado em termos de extensão territorial, insolação e água, fatores essenciais para produção de biomassa em grande escala. O uso de processos e aparelhos de gaseificação, para geração de energia em pequena escala, constitui, portanto, uma alternativa economicamente viável para o país, em função de fatores tais como:
a madeira é um recurso natural renovável;
pode-se usar os resíduos da industria madeireira, no caso das serrarias, por exemplo. Estes resíduos constituem um problema para o empresário, que não conhece uma tecnologia definida para o aproveitamento destas sobras;
o combustível pode ser produzido na própria propriedade rural, através de pequenos reflorestamentos em áreas inadequadas para culturas agrícolas ou em consórcio - sistema agrossilvicultural;
estes reflorestamentos podem ser de eucalipto, que apresenta excelente produtividade de biomassa, e por ser uma madeira exótica, evita a derrubada das madeiras nativas;
o processo de gaseificação não polui o ambiente;
não causa nenhum impacto a fauna e a flora da região, bem como problemas sociais e;
a não dependência de tecnologia e recursos importados para implantação dos conjuntos gaseificador-gerador de energia.
O carvão vegetal, a lenha e produtos da cana-de-açúcar possuem grande participação na matriz energética brasileira (18,1%). Existe também grande dependência brasileira de combustíveis derivados do petróleo (33,8%) que, por se tratar de um recurso não renovável e em grande parte, importado, representa um risco para o País, além de dispêndio desnecessário de divisas.
Por outro lado, apesar da boa participação da energia elétrica hidráulica na matriz (38,1%), apenas 25% das propriedades rurais no Brasil possuem eletrificação rural, ou seja, 23 milhões de pessoas no meio rural, não dispõem de energia elétrica. Esses dados evidenciam o problema da energia no meio rural e de uma nova concepção energética que se deve seguir a partir da escassez do petróleo
A tecnologia da utilização dos gasogênios data do fim do século XIX, quando foram utilizadas em motores estacionários. As primeiras experiências com motores móveis iniciaram-se na primeira década do século XX, sem maiores progressos e foram desativadas no início da segunda década. Posteriormente, alguns industriais franceses como Berliet, Panhard e Renault procuraram fazer algumas adaptações no que já havia conseguido, obtendo excelentes resultados (Siqueira, 1981).
Durante a Segunda Guerra Mundial, com o problema da escassez de combustíveis, foi criada, no Brasil, a Comissão Nacional do Gasogênio, com objetivos de estudar e fabricar gaseificadores para utilização em motores de explosão, tratores agrícolas, automóveis, instalações fixas e semi-fixas .
Com o fim da Guerra e a euforia do petróleo, o uso e a divulgação do gasogênio foram praticamente abandonados até a deflagração da nova crise do petróleo, em 1973. Aí os estudos em torno do gasogênio foram retomados e a sua utilização reapareceu até em veículos.
A partir daí, várias pesquisas foram conduzidas, como é o caso das realizadas pela EMBRAPA, no Centro Nacional de Pesquisa do Arroz e Feijão, que realizou experimentos com o gasogênio para irrigação, comprovando não só a viabilidade desta fonte energética alternativa como, também, o seu aspecto econômico. Outra experiência que foi conduzida com bons resultados foi o sistema desenvolvido pela Rio-Light e Eletrobrás para geração de energia elétrica.
No início da década de 90, o processo de gaseificação voltou-se para a produção de energia elétrica em pequena escala no meio rural, como é o caso do trabalho de Garfias Rivas (1991) que, usando um gaseificador conectado em série com filtros e resfriador, testou alguns combustíveis sólidos, com teor de umidade variando de 5,5 a 11%, tamanho de 10x20x30mm e poder calorífico de 20 mj/Kg. Usando um gerador de 25 KVA e após 500 horas de operação, o referido autor sugeriu novas experiências com um gerador de 15 KVA, considerando o sistema como promissor em termos de fornecimento de energia elétrica para o meio rural.
Atualmente, em fase de conclusão, o projeto “Brazilian Wood BIG-GT Demostration Project/ Sistema Integrado de Gaseificação de Madeira para Produção de Eletricidade (WBP/SIGAME)”, visa demostrar a viabilidade comercial de geração de eletricidade a partir da madeira (biomassa florestal), através da utilização da tecnologia de gaseificação integrada a uma turbina a gás, operando em ciclo combinado (Tecnologia BIG-GT, Biomass Integrated Gaseification - Gás Turbine) e é o resultado da soma de interesses de um grupo de empresas e de órgãos do governo brasileiro, no desenvolvimento desta tecnologia, com os objetivos de preservação ambiental do Global Environmental Fund (GEF), das Nações Unidas. A capacidade instalada do projeto é de 32 MW, e tem a participação de um grupo de empresas formado pela ELETROBRÁS, CHESF, CIENTEC, CVRD E SHELL.
RESÍDUOS GERADOS
Ao se desdobrar uma tora de madeira, a geração de resíduos é inevitável, sendo que o volume e tipos de pedaços e/ou fragmentos gerados, são dependentes de vários fatores. Como exemplo destes fatores, destacam-se o diâmetro das toras e o uso final das peças serradas. Considerando uma tora cilíndrica, e desejando-se retirar apenas um bloco central, o rendimento corresponderia a 63,66% apenas, como apresentado pelo esquema descrito a seguir.
As costaneiras representam neste caso específico, portanto, 36,34% do volume total de toras, gerando uma fonte de matéria-prima que pode ser absorvida na produção de compensados sarrafeados.
De modo geral, os resíduos gerados em uma cadeia produtiva de serrados constituem-se de 7 % de casca, 10 % de serragem e 28 % de pedaços, isto sem considerar as perdas na extração da madeira .
Geração de resíduos na cadeia produtiva de serrados .
Para fins de melhor compreensão à nível nacional, considerando apenas a madeira de Pinus, visualiza-se os valores conforme apresentado na tabela anexa .
Assim, pode-se dizer que o processo de geração de energia elétrica, por gaseificação de resíduos de madeira, pode ser altamente viável para determinadas regiões do País, desde de que sejam utilizados motores com altas taxas de compressão e que os detalhes construtivos do conjunto gaseificador sejam compatíveis com o sistema de geração de energia elétrica
Lourival Manin Mendes,Giovanni Francisco Rabelo, Paulo Fernando Trugilho, e Fábio Akira Mori - Universidade Federal de Lavras |
