Indústrias de Cerâmicas conseguem reduzir gastos com energia do Capim Elefante

      O setor industrial das cerâmicas no Brasil vem buscando alternativas para alimentar seus fornos. Atualmente o combustível para a queima vem de elementos como lenha, serragem, casca de arroz entre outros, porém muitos desses produtos estão sendo buscados em outros estados trazendo assim consequências para os setores financeiro e logístico. 
      Em busca de diminuir estes gastos e contribuir com o meio ambiente, algumas empresas vêm encontrando no capim elefante uma solução para o problema. 
A gramínea possui uma alta produtividade, um ciclo mais curto que outras espécies, uma grande resistência à estiagem e a pragas e também uma boa adaptação às mudanças climáticas, podendo assim ser plantada em qualquer local do país. 
      Diante de muitos benefícios o Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo em parceria com a prefeitura municipal de Panorama, cidade do interior do estado, e também com a Cooperativa das Indústrias Cerâmicas Vermelhas do Oeste Paulista (INCOESP), criou um projeto voltado para o capim elefante com o objetivo de coletar informações sobre o experimento da queima do capim em cerâmica. 

Fonte: Biomassabr (http://www.biomassabr.com)

Utilização de Briquetes como Fonte de Energia

Briquete é fabricado através do processo de compactação mecânica e não tem nenhum componente químico ou aglutinante no processo. Os briquetes são blocos cilíndricos ou poligonais de biomassa compactada com volumes geralmente variáveis entre 0,8 cm3 e 30 cm3 cada, e que podem substituir a lenha em instalações que utilizam esta como fonte energética (principalmente uso industrial). O briquete é adequado para uso em caldeiras industriais e também na substituição com grande eficiência o uso da lenha comum, o óleo combustível e o gás natural.

O Briquete é o combustível sólido mais limpo que existe no mercado. O Briquete é uma forma sustentável de energia. O uso da matéria-prima necessária para a produção do Briquete tem como consequência a limpeza dos resíduos florestais, o que, por sua vez, contribui para uma grande redução do risco de incêndios e queimadas.
Vantagens do Uso dos Briquetes:

a) São produzidos em tamanhos padrões;

b) São fornecidos em embalagens padronizadas, uma tonelada de briquete substitui até 5 m3 de lenha;

c) Poder calorífico de 2,5 vezes maior do que o da lenha;

 d) Espaço de armazenagem reduzido, possibilitando assim a manutenção de estoques reguladores e de emergência;

 e) Devido à baixa umidade a temperatura se eleva rapidamente, produzindo menos fumaça cinza e fuligem em relação à lenha;

f) O Briquete é vendido por peso certo. Já a lenha é comercializada por m3, o que permite perdas devido aos vazios em seu empilhamento;

 g) Alto poder calorífico mais homogêneo que a lenha;

 h) Maior temperatura de chama;

i) Permite o aproveitamento dos resíduos das indústrias de base florestal, agro-agrícolas, agroalimentares, entre outros de origem vegetal;

j) Aumento do poder calorífico líquido dos materiais por unidade de volume;

 k) O produto final é de fácil transporte e armazenamento;

l) O processo ajuda com o manejo dos resíduos sólidos;

m) O processo ajuda na redução do desmatamento, já que o briquete é um substituto da lenha e do carvão vegetal.

n) Menor custo direto e indireto.  Reduz o impacto negativo sobre as florestas nativas para a retirada da lenha e  menor mão-de-obra no manuseio. 

 o) Não danifica a fornalha no manuseio de abastecimento.

  p) É liberado pelo IBAMA dispensando licença.

A briquetagem consiste na aglomeração de partículas finas por meio de pressão, com auxílio ou não de um aglutinante, permitindo a obtenção de um produto não só compactado, porém com forma, tamanho e parâmetros mecânicos adequados. A redução de volume do material, em alguns casos, além dos benefícios tecnológicos, permite que materiais finos possam ser transportados e armazenados de forma mais econômica.

Os briquetes, cujo processo de endurecimento foi realizado à temperatura ambiente, apresentam baixa resistência mecânica quando submetidos à temperatura elevada. O seu uso fica restrito aos processos onde se utiliza baixa pressão.
O processo pode ser dividido em quatro etapas: alimentação ou preparação; mistura; compressão e tratamento térmico.

A densidade energética do briquete é cerca de sete vezes maior que a da madeira, e consequentemente maior poder calorífico, o que representa uma maior geração de energia por massa do produto. O teor de umidade é um parâmetro importante porque afeta diretamente no balanço energético da densificação, pois quanto menor o teor de umidade maior será a produção de calor por unidade de massa

Dessa maneira é recomendado um teor de umidade de no máximo 20% para a queima, visto que os valores superiores reduzem o valor do calor de combustão, a temperatura da câmara de queima e a temperatura dos gases de escape.

O processo de produção de briquetes é chamado de briquetagem, que consiste na densificação dos finos (pequenas partículas de materiais sólidos) com o uso de prensadas, pressão, com ou sem aquecimento. As pequenas partículas são prensadas, geralmente com ligante adequado, para formar sólidos que possuem maior valor comercial e são chamados de briquetes

Os briquetes apresentam algumas vantagens, como propriedades uniformes, formas e dimensões apropriadas, facilidade de armazenamento e fornecimento regular. Além de minimizar problemas ambientais quando são utilizados para o fabrico resíduos agroindustriais como finos de carvão e o bagaço de cana. O carvão vegetal gera muitos finos durante a produção, o transporte e o manuseio devido a sua friabilidade; os finos gerados equivalem de 20 a 25% do total de carvão in natura produzido, que podem ser briquetados. Dessa maneira, a produção de briquetes também ajuda a reduzir os problemas ambientais que podem ser gerados no descarte ou armazenamento dos finos do carvão.

O Brasil tem grandes oportunidade de aumentar a produção de briquetes de finos de carvão vegetal como também de outros materiais, como sugere o projeto realizado na Universidade Federal do Pará que estuda a utilização de resíduos da flora paraense para produção de briquetes energéticos utilizando resíduos de açaí e cacau em mistura com serragem. De acordo com o estudo, o briquete composto por 50% de caroço do açaí, 30% de serragem e 20% de casca de cacau apresentou um poder calorífico superior de 3.740,6 kcal/kg e o briquete composto por 45% de caroço do açaí, 50% serragem de e 5% de casca de cacau apresentou um poder calorífico superior de 3.801 Kcal/Kg. Os resultados são próximos ao poder calorífico de briquetes fabricados com resíduos de maior valor energético como os de eucalipto (4.486 Kcal/Kg). O estudo mostra que é possível produzir briquetes utilizando resíduos diversos com adições reduzidas de materiais de excelente resposta energética. Com isso evita-se também a dependência econômica de um único tipo de matéria-prima e aponta para a possibilidade de geração de renda para comunidades rurais.

Fontes:

REVISTA DA MADEIRA - EDIÇÃO N°138 - JANEIRO DE 2014. Retirado de: http://www.remade.com.br/br/revistadamadeira_materia.php?num=1735&subject=Energia+Verde&title=Energia+verde+no+aproveitamento++da+biomassa+florestal

ABIB BRASIL BIOMASSA E ENERGIA RENOVÁVEL. Retirado de: https://www.brasilbiomassabioenergia.com.br/briquete

Utilização de Pellets como Fonte de Energia

Pellet é uma fonte de energia renovável pertencente à classe da biomassa, sendo um combustível sólido de formato cilíndrico de resíduos de madeira prensado proveniente de desperdícios de madeira ou de resíduos florestais e industriais. É uma fonte de energia renovável, limpa e eficiente, resultando em um combustível sólido a partir de biomassa florestal e de resíduos gerados no processamento da madeira, permitindo uma combustão com pouca fumaça, e liberando menos monóxido e dióxido de carbono do que qualquer combustível fóssil. Devido à tecnologia na sua transformação, a umidade dos pellets é extremamente reduzida, o que permite que a combustão seja muito mais eficiente e libere muito menos fumaça que a lenha normal, com reduzida formação de cinzas, tornando-se uma solução ecologicamente correta para aquecimento de ambientes residenciais e comerciais ou também para uso em caldeiras industriais. Dez Razões para a produção e consumo de pellets:

1.       Pellets é uma energia limpa e renovável que luta contra o aquecimento global.

2.       Produzir Pellets é uma prática sustentável que gera dividendos para as empresas.

3.       Pellets é uma energia natural e saudável e que contribui ao meio ambiente.

4.       Pellets é uma energia limpa e segura (produção, consumo e transporte).

5.       Pellets é energia para aquecimento industrial e residencial (benefícios para as empresas de cunho econômico, social e ambiental).

6.       Pellets é uma energia térmica e de aquecimento, sendo utilizada no Brasil em mais de 100 hotéis e resorts.

7.       Pellets é um promissor negócio para as empresas brasileiras.

8.       O Brasil tem a tecnologia de produção industrial (equipamentos) de pellets com segurança, dentro das regras internacionais (CEN ENPlus) e uma linha especial de financiamento.

9.       Pellets tem um crescimento geométrico no consumo internacional.

10.  Os preços dos pellets no mercado internacional são estáveis energia.

O Cavaco como Fonte de Energia

O cavaco é um recurso renovável. É composto por madeira estilhada, ou seja, são pequenos pedaços de madeira (lascas cisalhadas) resultantes de um processo de trituração, a qualidade do cavaco está diretamente relacionada à matéria-prima, tecnologia utilizada para sua produção e know-how.

Apresentam excelentes características energéticas e melhor desempenho no que diz a respeito ao seu escoamento em silos, com tamanho e qualidade uniformes, os cavacos de eucalipto e laranjeira são combustíveis adequados para caldeiras e fornos, podendo ser utilizados na produção de energia a partir de processos de combustão.

Suas vantagens são:

·baixo custo de aquisição;

·proveniente de fonte renovável;

·menor risco ambiental;

·permite o reaproveitamento dos resíduos (composto orgânico e fertilizante organomineral) e;

·são menos poluentes que outras fontes de energia, como as fontes a partir de combustíveis fósseis.

Por estas razões é considerado, atualmente, o combustível mais adequado para a produção de energia na indústria.

Qual deveria ser a faixa de preço da biomassa de cavaco de madeira?

O Japão é um mercado atrativo. A faixa de preço da biomassa de cavaco de madeira, em função dos custos logísticos que temos no Brasil, precisa ser a cima de US$ 140 por tonelada.

Já de resíduo de madeira é diferente, o valor é outro. A tonelada de biomassa de cavaco a US$ 140 é o valor mínimo para um material com aproximadamente 30% de umidade.

 Para o mercado interno o valor varia de acordo com a distância. “Em uma média de 100 quilômetros varia de R$ 120 a R$ 140, a tonelada. Isso se for um cavaco com umidade aproximada de 35%.” Diz um especialista da área. 

Fontes: 

Eco Forte bioenergia (http://ecofortebioenergia.com.br/produtos.asp)
Celulose Online (http://celuloseonline.com.br/sabe-qual-deveria-ser-faixa-de-preco-da-biomassa-de-cavaco-de-madeira/)

Indústria de Celulose: Utilização da Biomassa como Fonte de Energia

     Os produtos derivados da lenha como cavaco, briquetes e pellets têm crescido devido à necessidade de automação e transporte em longas distâncias. No caso específico da geração de energia elétrica por fonte no Brasil teve a participação prioritária de fontes renováveis de mais de 80%, em 2014, principalmente hidráulica com mais de 60% e a biomassa com 8,82 %. A contribuição do bagaço é grande, porém a biomassa florestal com cavaco de resíduos de madeira vem crescendo sua participação.

     Existem várias tecnologias disponíveis no mercado para a transformação da biomassa florestal em energia, combustíveis e materiais. O aproveitamento de resíduos para gerar energia é uma oportunidade de novos negócios que não pode ser esquecida quando o assunto é uso racional dos recursos florestais.

     O Brasil historicamente sempre usou a biomassa da floresta para alimentar os processos produtivos. Seja em um simples fogão a lenha na zona rural até as caldeiras da indústria. Isso não pertence ao passado, mas está presente até hoje de norte a sul do país, mas uma característica deve ser notada; o uso de tecnologias eficientes.

     Assim, tanto cavaco como briquete e pellet são produzidos pela transformação de lenha, resíduos florestais ou da indústria de base florestal para tornar os processos industriais mais eficientes, automatizáveis e permitir o comércio viável. Eles têm usos semelhantes à lenha tradicional na cogeração.

     Cavaco é sinônimo de automação dos processos de queima e controle de temperatura, porém tem alta umidade (30-35%) o que reduz um pouco as distâncias economicamente viáveis que pode ser transportado. Equipamentos automáticos de transporte dentro das fábricas como esteiras transportadoras e roscas alimentadoras são perfeitamente usadas com esse biocombustível sólido.

      No caso da fabricação de briquetes e pellets, eles podem ser produzidos pelo aproveitamento de resíduos como serragem, maravalha, etc., tem baixa umidade e também são bons para automação, principalmente pellet e “bolachas” de briquetes. A secagem prévia da matéria prima proporciona maior rendimento térmico na queima e viabiliza o transporte em largas distâncias, inclusive o transporte marítimo.

Madeira: principal matéria-prima para a produção de biomassa nas indústrias de celulose

A madeira é o segundo insumo mais utilizado na produção de biomassa no Brasil, ficando atrás apenas dos resíduos da cana-de-açúcar. No entanto, para a fabricação da massa orgânica na indústria de celulose, a madeira destaca-se principal matéria-prima. As companhias do setor aproveitam os resíduos de madeira em paralelo à produção de celulose com a finalidade de gerar energia para a indústria. A madeira retirada da floresta para a fabricação da celulose deve ser totalmente descascada.

Porém, é comum que um pequeno percentual de casca ainda permaneça aderido à madeira quando o material chega à indústria. Ocorre que, no processamento, esta parte é removida e as lascas formam a biomassa usada para a geração de vapor nas caldeiras. Somente após apresentar as características necessárias, a biomassa está pronta para produzir energia. No caso da queima em caldeira, como ocorre nas fábricas de celulose, o processo de combustão é dividido nas seguintes fases:

–     Aquecimento e secagem: retirada da umidade

–     Pirólise ou volatilização: liberação de gases inflamáveis;

–   Combustão: os gases formados no processo de pirólise reagem com o oxigênio de forma exotérmica, tendo como produtos CO2 + H2O + calor;

– Pós-combustão: no final da pirólise, a biomassa torna-se uma massa sólida composta de carvão e cinza.

Fontes: 

Mundo Husqvarna (http://www.mundohusqvarna.com.br/assunto/biomassa-tem-papel-importante-na-industria-de-celulose/)

Celulose Online (http://celuloseonline.com.br/cresce-geracao-de-energia-com-biomassa-florestal-via-cavaco/)

A Biomassa de Eucalipto

A biomassa de eucalipto tem sido utilizada como fonte de combustível para as fábricas de papel e celulose no Brasil em diversas unidades. Recentemente, este processo migrou do uso da casca e resíduos de madeira e passou para a queima de troncos inteiros.  A queima da biomassa gera a energia utilizada para aquecer a água, que passa por tubos dentro da própria caldeira. O aquecimento da água gera vapor, que é utilizado para movimentar turbinas, produzindo energia elétrica. As condições da queima da biomassa, assim como a temperatura e a pressão do vapor são controladas para que tenham máxima eficiência. Os gases resultantes da queima também passam por equipamentos de controle ambiental para minimizar possíveis impactos ao meio ambiente.

São inúmeras as possibilidades de uso do eucalipto, mas os produtos mais comuns são, além da matéria prima para a produção de celulose e da biomassa que gera energia, há a produção de pallets, de carvão vegetal, caixas para embalagem de produtos, móveis e pisos como assoalho e laminados.

No campo, galhos e folhas dos eucaliptos colhidos ficam sobre o solo para sua proteção. Nas fábricas, partes do eucalipto que não podem ser aproveitadas para a obtenção de madeira ou para a geração de energia, como cascas muito impregnadas com terra ou areia, são utilizadas para a produção de composto orgânico, utilizado na adubação das árvores da floresta.

Fonte: Instituto International Paper (http://institutoip.com.br/home/biomassa-de-eucalipto-energia-limpa-na-producao-de-papel/)

Biomassa Florestal como Fonte de Energia

 No tocante a florestas plantadas para produção de energia, SOARES FILHO et al. (2002) destacam que a biomassa florestal pode ser utilizada como fonte de energia limpa, renovável, e geradora de empregos. Os autores relatam que, embora possua desenvolvida capacitação tecnológica para exploração dos recursos florestais além de possuir extensas áreas, relevo, clima e condições biológicas excepcionais para a produção da biomassa florestal, o elevado custo de produção seja a explicação para o não aproveitamento da biomassa florestal na geração de eletricidade no Brasil.

     A lenha foi o produto energético básico na estrutura do mundo até a Revolução Industrial, movendo os vapores e sendo a fonte de energia que impulsionou o progresso. Mesmo substituída pelo carvão mineral na estrutura energética dos países desenvolvidos no início do século, ainda hoje ela é a fonte de energia primária mais importante para alguns países e para parcelas significativas da população dos países subdesenvolvidos (ASSUMPÇÃO, 1981).

     No caso do Brasil, a estrutura energética sofreu transformações significativas, apesar de as fontes primárias de energia guardarem, na referida estrutura, as mesmas posições que ocupavam nos anos 70. Apesar de reduzir sua participação na estrutura de consumo, a lenha mantém-se como terceira fonte de energia primária do País e cresce em valores absolutos (LIMA, 1993).

     Entre as fontes de energia utilizadas pelo setor residencial, que em 1994 teve um consumo de lenha em relação aos demais combustíveis de 48,98%, com ligeiro acréscimo em sua participação ao longo do tempo, passou em 2004 a 51,25%. O setor agropecuário, que apresentou um acréscimo no consumo de lenha, em relação a outras fontes de energia, de 0,1% no período de 1994 a 2004 (Quadro 1). O setor industrial registrou um decréscimo no consumo de lenha de 2,15% durante o mesmo período, no entanto, agregando a lenha e o carvão vegetal, o setor industrial passa a ser o principal consumidor de lenha como fonte primária de energia.

     Os números do Quadro 1 mostram que a utilização da lenha no Brasil é ainda significativa, principalmente, nas carvoarias para produzir carvão vegetal e na cocção de alimentos nas residências. De forma complementar, o Quadro 2 apresenta o consumo de biomassa florestal para diversas finalidades no Brasil, em 2000. 

     BRASIL (2004) apresenta a evolução do consumo de biomassa florestal (lenha e carvão vegetal) para fins energéticos, onde observa-se que a participação da biomassa florestal na matriz energética nacional decaiu de cerca de 45,2% em 1971 para 13,2% em 2004, sendo que no período de 1995 a 2004, o consumo médio foi em torno de 23,36*106 de tEP (tonelada equivalente em petróleo), demonstrando a existência de um mercado cativo para a utilização da biomassa florestal para fins energéticos. 

     A biomassa florestal ainda contribui muito pouco para a produção de eletricidade no Brasil. A produção elétrica a partir da biomassa ocorre no Brasil exclusivamente em centrais auto-produtoras, isto é, empresas que geram para satisfazer, ao menos parcialmente, sua demanda elétrica. Os combustíveis empregados são principalmente o bagaço de cana, nas usinas de açúcar e álcool, o licor negro, nas fábricas de celulose e papel, e a lenha, em indústrias diversas (CEMIG, 1986).

    Do mesmo modo que na indústria sucroalcooleira, a produção de papel e celulose apresenta interessantes perspectivas para a produção combinada de energia elétrica e calor útil, tendo em vista suas relações de demanda combinada de eletricidade e vapor de baixa/média pressão e a disponibilidade de combustíveis residuais de processo, como o licor negro e as cascas e resíduos de biomassa.

     Como vantagens econômicas da biomassa florestal, podem ser citadas, de acordo com BRASIL (1996), as seguintes: nos países em desenvolvimento, ainda é o combustível mais barato, tanto por tonelada quanto por unidade de calor; não necessita de mão-de-obra qualificada, gerando emprego e fixando o homem no campo; seu armazenamento é possível em espaço aberto, apesar de o poder calorífico diminuir com o tempo; e apresenta baixo teor de cinza e enxofre. Por outro lado, a lenha necessita de planejamento para sua utilização, devido ao controle das áreas florestais por instituições ambientais; exige grande contingente de mão-de-obra, elevando os custos nos países onde os salários são altos; e apresenta poder calorífico inferior ao dos combustíveis fósseis.

     Evidencia-se, assim, a importância da biomassa florestal como insumo energético, seja na dimensão temporal, ou seja, na dimensão espacial (em nível nacional e/ou estadual/regional). Portanto a biomassa, particularmente a florestal, deve ser incluída no rol de fontes energéticas consideradas quando da definição de políticas e, diretrizes para o planejamento energético regional e, principalmente, não ser esquecida ou colocada entre as ultimas prioridades quando da execução dos planejamentos elaborados (LIMA e BAJAY, 1998).

Fonte: Thelma Shirlen SOARES, T. S., CARNEIRO, A. C. O., GONÇALVES, E. O., LELLES, J.G. USO DA BIOMASSA FLORESTAL NA GERAÇÃO DE ENERGIA.