monografia julio marchiori - briquetes

7/31/2019 Monografia Julio Marchiori - Briquetes

1/48

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIROINSTITUTO DE FLORESTAS

CURSO DE ENGENHARIA FLORESTAL

Aproveitamento de Resduos de Madeira para Confeco de

Briquetes

Julio Cesar Marchiori de Paula

Orientadora: rika da Silva Ferreira

Seropdica, RJ

2006


2/48

Aproveitamento de Resduos de madeira para Confeco deBriquetes

RESUMO

Este trabalho discute o aproveitamento dos resduos, produzido

desde a explorao florestal at o processamento mecnico da

madeira, e sugere como fonte alternativa para gerao de

energia a fabricao de briquetes. No Brasil ocorrem problemas

ambientais relacionados a contaminao do solo, ar e gua,

atravs do descarte inadequado de resduos gerados durante o

processo de transformao da madeira. Portanto, torna-se

necessrio obter-se mais informaes sobre os problemas

inerentes origem e quantidades envolvidas neste processo, no

sentido de proporcionar um uso mais adequado desses materiais.

Existem vrias opes para o aproveitamento dos resduos,

dentre as mais relevantes pode-se citar: a utilizao como

cama para aves em granjas, indstrias de painis de madeira

reconstituda, compostagem, gerao de energia pela queima

direta ou transformao dos resduos em briquetes.

Reutilizando os resduos como matria-prima na produo de

briquetes, o que era descartado torna-se um novo produto,

contribuindo para o controle do desmatamento e economia de

energia.

Palavras-chave: Resduos de madeira, briquete, bioenergia.


3/48

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIROINSTITUTO DE FLORESTAS

CURSO DE ENGENHARIA FLORESTAL

Aproveitamento de Resduos de Madeira para Confeco deBriquetes

Julio Cesar Marchiori de Paula

Monografia apresentada ao Curso deEngenharia Florestal, comorequisito parcial para obteno doTtulo de Engenheiro Florestal,Instituto de Florestas daUniversidade Federal Rural do Riode Janeiro.

Orientadora: rika da Silva Ferreira

Seropdica, RJ2006


4/48

Monografia aprovada em 22 de setembro de 2006.

Comisso examinadora,

Orientadora: ________________________________________________Prof. Msc. rika da Silva Ferreira

Titular 1: ___________________________________________________Prof. Dr. Edv Oliveira Brito

Titular 2: ___________________________________________________Prof. Dr. Alexandre Miguel Nascimento


5/48

Utilization of Wood Residues for Briquetts Production

ABSTRACT

This work discusses the use of residues, produced from the

forest exploration up to mechanical processing of wood, and it

suggests as alternative source for generation of energy the

briquetts production. In Brazil it happens environmental

problems related of the contamination of the soil, air and

water through the inadequate discard of residues generated

during the process of transformation of the wood. Therefore,

it becomes necessary to obtain more information on the

inherent problems to the origin and amounts involved in this

process, providing more appropriate uses of those materials.

Several options exist for the use of the residues, among the

most important it can be mentioned: the use as covering for

chicken farms, industries of panels of reconstituted wood,

composting, generation of energy for the burns direct or

transformation of the residues in briquetts. Reusing the

residues as raw material for briquetts production, the one

that was discarded becomes a new product, in that way the

control of the deforestation is aided and it contributes with

the economy of energy.

Keywords: Wood Residues, briquetts, bioenergy.


6/48

A Deus, porque Dele, por Ele e para Ele so todas as

coisas. Aos meus amados pais, Sra. Aurea Regina

Marchiori de Paula e Sr. Marco Antonio de Paula, pelo

apoio e o incentivo em todos os momentos de minha

vida.

Dedico


7/48

AGRADECIMENTOS

A Deus por ter me sustentado e fortalecido a cada manh.

Aos meus pais por dedicarem as suas vidas com amor para aformao do meu carter, o que me levar a um futuro desucesso. Eu os amo muito.

minha irm, Juliana Marchiori de Paula que sempre teve umaresposta para as minhas dvidas e por ser um referencial desucesso para minha vida.

minha querida namorada, Carolinne Matias de Souza por sempreestar ao meu lado me incentivando com muito amor, semeando fem meu corao para crer que eu venceria mais esta etapa davida e por ser a pessoa mais linda e especial que Deus podedar para um homem.

Ao meu cunhado Marcelo Lemos Stoltzenburg , pelo incentivo,pelo exemplo de vitria e pela ampliao da minha viso defuturo.

famlia da minha namorada, Sr. Orlando, Sr. Ktia e Jssica

por me acolherem e me incentivarem em todos os momentos em queprecisei.

Ao Pr. Vladimir e Pra. ster pelas oraes e incentivo.

Ao Pr. Mrcio Rocha e Pra. Marisngela Ciqueira por sempreprofetizarem bnos sem medida e me fazerem crer que o melhorde Deus ainda est por vir.

Ao Pr. Marcus Gregrio e Pra. Cristina Almeida por me fazerentender o princpio de prosperidade e sabedoria divina.

Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, que foi ainstituio que me recebeu e formou o meu carterprofissional.

minha orientadora rika da Silva Ferreira que aceitou odesafio, acreditou em meu potencial e contribuiu de formasignificativa com os seus conhecimentos para a concluso destetrabalho.

Ao Prof. Dr. Edva de Oliveira Brito, que contribuiu com apoio,

informao e orientao para a concluso deste trabalho.


8/48

Ao Prof. Dr. Alexandre Miguel do Nascimento, pelo auxliodurante a minha jornada acadmica.

Ao Prof. Dr. Alexandre Monteiro de Carvalho, que atravs dosseus conhecimentos, contribuiu para o enriquecimento da minhaformao acadmica.

Ao Prof. Dr. Azarias Machado de Andrade, que contribuidiretamente para o sucesso do presente trabalho.

Aos professores do Departamento de Silvicultura, pelosconhecimentos oferecidos para a minha formao profissional.

A todos os professores do Departamento de Produtos Florestais,

que me deram conhecimento e me apoiaram nas horas necessrias.

Aos funcionrios Sebastio, Z Carlos e Daniel, pelo apoio emtodos os trabalhos desenvolvidos durante a graduao e pelosmomentos de descontrao.

Empresa BIOMACHINE, pelas informaes disponibilizadas combastante eficincia e clareza sobre o tema abordado.

Ao Sr. Edgard Jorge, por ter me ensinado que onde h vontade,h um caminho.


9/48

SUMRIO

1. INTRODUO................................................ 1

2. A PROBLEMTICA DA GERAO DE RESDUOS NO SETOR FLORESTAL.. 4

3. BALANO ENERGTICO NACIONAL (MME, 2005).................. 12

3.1. Energia Primria....................................... 123.1.1. Lenha .............................................. 19

4. BRIQUETAGEM.............................................. 22

4.1. Processo de Briquetagem................................ 234.1.1. Resduos Ligno-Celulsicos ......................... 234.1.2. Carvo Vegetal ..................................... 24

4.2. Quadro comparativo briquete x lenha.................... 29

4.3. Mercado Consumidor..................................... 30

4.4. Utilizaes do Produto................................. 30

4.5. Custos de Implantao de uma Usina de Briquetes........ 32

5. CONSIDERAES FINAIS..................................... 33

6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS............................... 34


10/48

NDICE DE FIGURAS

Figura 1. Etapas dos processos de industrializao da madeira

e descrio dos resduos gerados. ........................ 7

Figura 2. Etapas do processo de industrializao da madeira e

descrio dos resduos gerados. ......................... 11

Figura 3. Estrutura da Oferta Interna de Energia OIE (%)

renovvel e no renovvel no Brasil e no Mundo. ......... 13

Figura 4. Consumo setorial de biomassa no Brasil por um

perodo de trs dcadas. ................................ 15

Figura 5. Variao da oferta mundial de energia por tipo de

fonte analisada, dcada de 70 e atual. .................. 17

Figura 6. Variao do consumo mundial de energia por tipo de

fonte analisada, dcada de 70 e atual. .................. 17

Figura 7. Consumo de lenha, para gerao de energia e consumo

comercial, por setor. ................................... 20

Figura 8. Fluxograma: gerao de resduos x processo de

briquetagem. ............................................ 27

Figura 9. Diversos tipos de materiais briquetados........... 28

Figura 10. Exemplos de utilizao em aquecedores para hotis e

piscinas. ............................................... 31

Figura 11. Exemplos de utilizao em secadores e torradores de

gros. .................................................. 31

Figura 12. Exemplos de utilizao em caldeiras.............. 31


11/48

NDICE DE TABELAS

Tabela 1. Descrio dos tipos de resduos que so gerados ao

longo da cadeia produtiva florestal ................. 8

Tabela 2. Consumo de lenha no Brasil 2003 / 2004, nos vrios

setores do pas (103t) ............................. 19

Tabela 3. Quadro comparativo (briquete x lenha)............. 29

Tabela 4. Quadro comparativo................................ 29

Tabela 5. Comparao entre consumo mensal de briquetes x

lenha .............................................. 30

Tabela 6. Custos de implantao de uma usina de produo de

briquetes .......................................... 32


12/48

1

1. INTRODUO

No Brasil, ocorrem problemas ambientais relacionados a

contaminao dos solos e lenis freticos devido ao acmulo e

descarte inadequado de resduos das indstrias madeireiras.

De modo geral a serragem gerada queimada ou disposta

em aterros inadequados acarretando o desprendimento de

chorumes provocando danos ao ambiente, principalmente em

crregos, rios e mananciais.

O grande volume de resduos gerados pelas indstrias de

transformao da madeira um problema existente em

praticamente todas as serrarias brasileiras. Embora as

empresas modernas incluam em sua atividade o gerenciamento

ambiental e o aproveitamento integrado de seus subprodutos, a

maioria das serrarias instaladas ainda est despreparada para

o descarte apropriado de seus rejeitos (Revista da Madeira,

2005).

A indstria brasileira produziu 166.310 milhes de

metros cbicos de madeira de reflorestamento ou nativa no ano

de 2000, estima-se que pelo menos a metade desse volume, cerca

de 80 milhes demetros cbicosde madeira foi transformada em

resduos (CARVALHO & CMARA, 2002).

Quanto mais informaes e conhecimento sobre os

problemas inerentes sua gerao, de suas caractersticas, da

qualidade que pode ser obtida e das quantidades envolvidas,


13/48

2

maiores sero as chances de um uso mais adequado desses

materiais (ESTEP, 1973).

Existem vrias opes para o aproveitamento dos

resduos, como exemplo pode-se citar a utilizao como

coberturas em granjas, indstrias de painis de madeira

reconstituda, compostagem, gerao de energia pela queima

direta ou transformao dos resduos em briquetes, entre

outras possibilidades.

A produo de briquetes j bastante conhecida no

exterior, principalmente nos EUA e Europa, atravs da

briquetagem de carvo vegetal. No Brasil, no existe uma

tradio industrial na produo de briquetes de carvo vegetal

ou de resduos ligno-celulsicos.

Segundo QUIRINO (2003), entre 30 e 40 usinas de

briquetagem j funcionam no pas, produzindo briquetes dos

mais variados resduos ligno-celulsicos.

O alto poder calorfico torna o briquete ideal para uso

em caldeiras industriais, fornos de padarias, pizzarias,

cermicas, lareiras e outros.

Com o reaproveitamento dos resduos como matria-prima

na produo dos briquetes, o que era resduo se transformar

em energia, ajudando assim na preservao da natureza e na

economia de energia.

Este trabalho disponibiliza uma viso crtica sobre o

aproveitamento dos resduos gerados desde a explorao


14/48

3

florestal at o processamento mecnico da madeira, bem como a

utilizao dos mesmos como fonte alternativa para a gerao de

energia e produo de briquetes.


15/48

4

2. A PROBLEMTICA DA GERAO DE RESDUOS NO SETOR FLORESTAL

Segundo QUIRINO (2003), resduo tudo aquilo que resta

de um processo de explorao ou produo, de transformao ou

utilizao. Sendo tambm considerado toda substncia, material

ou produto destinado por seu proprietrio ao abandono.

Os resduos originados do processamento da madeira em

indstrias madeireiras ou moveleiras, palletes em desuso,

mveis velhos, artigos de madeira em geral, estacas, moires,

galhos de rvores podadas, resduos de culturas agrcolas,

como palha de arroz, bagao de cana-de-acar etc, so

resduos ligno-celulsicos. Os resduos ligno-celulsicos

geralmente apresentam formas e granulometria bastante

heterognea, baixa densidade e elevado teor de umidade

(QUIRINO, 2004).

A explorao florestal uma grande fonte de resduos

ligno-celulsicos. At mesmo no lixo urbano encontrada uma

porcentagem significativa destes resduos provenientes de

utenslios e embalagens de madeira (QUIRINO, 2004).

QUIRINO (2003) observa que resduos ligno-celulsicos

tambm podem estar associados a outros produtos qumicos, tais

como, madeira associada a tintas, resinas, vernizes e produtos

de conservao. Estes fatores podem atribuir aos resduos,

caractersticas de emisses contendo gases txicos durante a

utilizao energtica destes resduos.


16/48

5

Sem a presena destes materiais contaminantes, o resduo

pode ser considerado como banal e no inerte, pois

biodegradvel classificado pela NBR 10004 (ABNT, 1987) como

classe 21, com possibilidades de ser reaproveitado em processos

de reciclagem por processos diferentes dos processos

industriais iniciais e de ser transformado em produtos de uso

similar ou diferente ao da madeira serrada inicial (TEIXEIRA,

2005).

Segundo QUIRINO (2004), esses resduos podem ser

transformados em partculas e constituir-se em painis base

de madeira, sendo tambm utilizado energeticamente na produo

de calor, de vapor ou de eletricidade em termoeltricas. Outro

aproveitamento deste material sob a forma de combustvel

slido, como o carvo vegetal.

Os resduos das serrarias podem ser queimados em

caldeiras, gerando energia. A maior parte destes resduos so

depositados em reas perifricas das serrarias e quando

queimados contribuem com aumento da poluio do ar provocando

danos ao meio ambiente e s populaes existentes prximas a

essas indstrias (SILVA, 2002).

O aproveitamento de toda a rvore pelas indstrias

madeireiras est em torno de 30% a 60%, variando de empresa

para empresa (IBAMA, 2000; FREITAS, 2000).

1Classe II (no-inertes) apresentam periculosidade, porm no so inertese podem ter propriedades de combustibilidade, biodegradabilidade ou

solubilidade em gua. Ex: papel, lamas de sistemas de tratamento de guas,resduos provenientes de caldeiras e lodos.


17/48

6

De modo geral, os resduos gerados em uma cadeia

produtiva de madeira serrada constituem-se de 7% de casca, 10%

de serragem e 28% de pedaos, isto sem considerar as perdas na

extrao da madeira (REMADE, 2005).

TEIXEIRA (2005) constatou que os resduos industriais de

madeira so oriundos do processamento mecnico das toras.

Durante o processo de descascamento, desdobro primrio,

desengrosso, aplainamento e usinagem h gerao de vrios

tipos de sobras slidas peculiares a cada etapa citada.

O resduo de madeira considerado a sobra aps uma ao

ou processo produtivo passando a serem descartados e

acumulados no meio ambiente (REFERNCIA, 2003).

GONALVES & RUFFINO (1989) correlacionaram cada etapa da

cadeia produtiva gerao de diferentes tipos de resduos,

como pode ser observado na figura 1.


18/48

7

FONTE: GONALVES & RUFFINO (1989).

Figura 1. Etapas dos processos de industrializao da madeirae descrio dos resduos gerados.

Normalmente, os resduos so dispostos em silos expostos

ao tempo ou em terrenos nas cercanias do setor produtivo. Este

tipo de armazenamento pode levar degradao do resduo pelo

encharcamento por gua da chuva ou apodrecimento por agentes

biolgicos (TEIXEIRA, 2005). Os diferentes tipos de resduos

encontrados esto discriminados na tabela 1.


19/48

8

Tabela 1. Descrio dos tipos de resduos que so gerados ao

longo da cadeia produtiva florestal

RESDUO DESCRIO EXEMPLO

GALHOS E PICES

Sobras do processo paradeixar apenas a rvorelivre de partes finas eperpendiculares parteprincipal do tronco.

CASCAS

Sobra do processo dedescasque, quando seretira toda a parte daproteo natural dotronco (casca).

COSTANEIRAS

Sobra no formato de meia-

lua contendo uma parte demadeira e casca noremovida, proveniente dareduo da tora em peasde seo retangular ouquadrada.

DESTPOProveniente do corte daspontas estragadas ouinteis dos troncos,tbuas ou pranchas.

SERRAGEM

Proveniente da ao mecnica de serras emquinas de desbaste da madeira. Para cada

tipo de mquina ou de serra h um resduopeculiar, mas podem-se classificar tais sobrascomo finas ou grossas, conforme mostradasabaixo:

SERRAGEM GROSSA

Formada de lascas,flocos, maravalha ecavacos. Mantm uma boaquantidade das fibras dotronco.

SERRAGEM FINA

Formada por p de serrade diferentes tamanhos departcula. Apresenta-separecida como a farinhade mandioca.

P DE LIXAMENTO

Proveniente do processode lixamento, na fase deacabamento, de uma pea.Apresenta-se como um pmuito fino cuja partculavaria de acordo com onmero de aspereza dalixa.


20/48

9

SOBRAS

Peas processadas eacabadas, apresentandoboa qualidade tcnica ecomercial, mas que noforam usadas nos produtosfinais.

REJEITOS

Peas que, ao sofrer oprocessamento, ficaramabaixo dos padrestcnicos ou comerciaisgeralmente por estaremquebrados, empenados,rachados ou trincados.

FONTE: TEIXEIRA (2005).

Classificao dos usos de resduos oriundos de empresas

moveleiras e seus impactos no ambiente Instituto Brasileiro de

Qualidade e Produtividade do Paran - IBQP (2002):

a) Tipo de matria-prima utilizada - no caso da madeira

macia o resduo no txico, podendo ser aproveitado

em granjas como cama para a criao de animais, e tambm

na agricultura para auxiliar na reteno de umidade do

solo. O descarte indevido pode causar poluio nos

recursos hdricos, inutilizao de reas que poderiam

ser mais bem aproveitadas e poluio de maneira geral;

b) Tipo de processo empregado - o maquinrio mais moderno

dispe de recursos que reduzem perdas e coleta resduos

com maior eficcia;


21/48

10

c) Tamanho da empresa - em pequenas empresas existe menor

controle na gerao de resduos, na sua coleta e

reaproveitamento;

d) Localizao da empresa o aproveitamento dos resduos

pode ser facilitado pela proximidade de setores que os

utilizem em seus processos.

Acredita-se que aumentando e melhorando o aproveitamento

de resduos com a otimizao do uso da madeira contribuir-se-

na reduo dos efeitos da potencial escassez. Nesse sentido,

torna-se relevante a realizao de cursos de curta e mdia

durao havendo a disseminao de idias para as empresas

empregarem novas tcnicas de classificao, estimarem a

quantidade de resduos gerados, planejarem formas de

armazenamento, transporte e transformao em subprodutos de

maior valor agregado (IBQP, 2002).

Atualmente j so verificadas iniciativas de

aproveitamento de resduos onde os fabricantes de painis

reconstitudos compram de serrarias, atravs de contratos de

mdio e longo prazo, painis compensados, e das indstrias de

mveis, grandes quantidades de resduos de madeira: serragem,

cavacos, dentre outros. O destino final a produo de

aglomerado e MDF (IBQP, 2002).


22/48

11

A indstria madeireira vista de maneira global usa os

recursos naturais de maneira ineficiente, tanto na obteno da

matria prima, quanto na fase de produo dos produtos, como

tambm no descarte dos produtos no fim de sua vida til,

significando uma grande explorao dos recursos madeireiros

principalmente das florestas nativas, e a grande gerao de

resduos a prova desta ineficincia (TEIXEIRA, 2005).

Fonte:TEIXEIRA e CSAR (2004); TEIXEIRA (2005).

Figura 2. Etapas do processo de industrializao da madeira edescrio dos resduos gerados.

A figura 2 demonstra todo o caminho do material, desde agerao at o descarte e seu reaproveitamento. Tornando o

processo produtivo mais eficiente e valorizando os resduos,

reduz-se o impacto negativo do descarte ao meio ambiente.


23/48

12

3. BALANO ENERGTICO NACIONAL (MME, 2005)

A estrutura geral do balano energtico nacional composta

por quatro partes:

Energia primria;

Transformao;

Energia secundria;

Consumo final.

A interao de cada parte influenciar na obteno da matriz

energtica nacional e demonstra o perfil de consumo por

setores de produo.

3.1. Energia Primria

caracterizada por produtos energticos providos pela

natureza na sua forma direta, como o petrleo, gs natural,

carvo mineral, resduos vegetais e animais, energia solar,

elica, lenha, produtos da cana-de-acar, etc.

No Brasil, cerca de 43,9% da Oferta Interna de Energia

(OIE) tem origem em fontes renovveis (figura 2) enquanto que

no mundo essa taxa de 13,6% e nos pases desenvolvidos de

apenas 6%. Dessa participao da energia renovvel, 14,4%

correspondem gerao hidrulica e 29,4% a biomassa. Os 56,1%


24/48

13

restantes da OIE vieram de fontes fsseis e outras no

renovveis.

Fonte: MME, 2005

Figura 3. Estrutura da Oferta Interna de Energia OIE (%)renovvel e no renovvel no Brasil e no Mundo.

Essa caracterstica, bastante particular do Brasil,

resulta do grande desenvolvimento do parque gerador de energia

hidreltrica desde a dcada de 50 e de polticas pblicas

adotadas aps a segunda crise do petrleo, ocorrida em 1979,

visando reduo do consumo de combustveis oriundos dessa

fonte e dos custos correspondentes sua importao, poca,

responsveis por quase 50% das importaes totais do pas.

No Brasil, a dcada de 70 foi especialmente marcada por

grande substituio da lenha por derivados de petrleo, o que


25/48

14

reduz significativamente a sua participao na OIE. No incio

da dcada de 80 o processo de substituio na indstria

atenuado, com a elevao dos preos internos do leo

combustvel e do gs natural, favorecendo um maior uso da

lenha e do carvo vegetal.

No que diz respeito biomassa (figura 4), o setor

industrial com cerca de 67% do consumo (inclui o uso de bagao

na produo de lcool), e o residencial com cerca de 16%, so

os principais consumidores. Em seguida vem o setor de

transporte com 12%, em razo da utilizao do lcool

carburante. O alto incremento do uso industrial de biomassa,

na primeira metade da dcada de 80, se deve ao carvo vegetal,

em substituio ao leo combustvel; ao bagao de cana

utilizado na produo de lcool e expanso da siderurgia a

carvo vegetal. O consumo de biomassa nos setores residencial

e agropecurio cai em razo da menor utilizao da lenha.


26/48

15

Fonte: MME, 2005Figura 42. Consumo setorial de biomassa no Brasil por um

perodo de trs dcadas.

A partir de 1985, com a queda nos preos internacionais

do petrleo (de mais de 40 dlares o barril, para cerca de

quinze dlares), as vantagens comparativas das fontes

nacionais de energia foram perdendo fora, havendo o retorno

parcial dos derivados de petrleo.

De 1985 a 1993, foi atenuado o ritmo de crescimento das

exportaes de produtos intensivos em energia e houve boa

recuperao dos combustveis ciclo Otto. Apesar de sucessivos

planos, a economia no deslanchou, apresentando taxa mdia de

2

tep - tonelada equivalente ao petrleo;COM. & PB. - Comercial e Pblico.


27/48

16

crescimento de 1,8% aa. A OIE cresceu a 1,7% aa, com o ciclo

Otto crescendo a 4,6% aa, a eletricidade a 4,2% aa e a

biomassa, com performance negativa de 1% aa.

De 1993 a 1997, com a estabilizao da economia,

estabeleceu-se um novo ciclo de desenvolvimento que elevou os

ndices de expanso da economia e do consumo de energia.

Nesse perodo o PIB cresceu a 3,9% aa e a OIE cresceu a 4,8%

aa, com os derivados de petrleo apresentando taxa mdia de

crescimento de 7% aa, a eletricidade de 5,1% aa e a biomassa

de 2% aa, correspondendo, respectivamente, a elasticidades de

1,79, 1,31 e 0,52 em relao ao PIB. A eletricidade

residencial (8,4% aa) e comercial (8,6% aa), a gasolina

automotiva (13,8% aa) e o querosene de aviao (9,4% aa) foram

os grandes indutores das altas taxas de consumo de energia,

por conta da melhor distribuio de renda, causada pelo Plano

Real. Neste perodo, as exportaes de produtos intensivos em

energia estagnaram ou regrediram.


28/48

17

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

%

Pet r leo Carvo

M ineral

Gs Energias

Renovveis

H idrulica Nuc lear Out ros

1973

2002

Fonte: MME, 2005

Figura 5. Variao da oferta mundial de energia por tipo defonte analisada, dcada de 70 e atual.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

%

Petrleo Gs Carvo

Mineral

Energias

Renovveis

Eletricidade Outros

1973

2002

Fonte: MME, 2005

Figura 6. Variao do consumo mundial de energia por tipo defonte analisada, dcada de 70 e atual.


29/48

18

O Brasil aumentou ainda mais as vantagens comparativas

com o resto do mundo em termos de utilizao de fontes

renovveis de energia. No pas, em 2004, 43,9% da OIE foi de

energia renovvel, enquanto que, em 2002, a mdia mundial foi

de 13,6% e nos pases da Organizao para a Cooperao e

Desenvolvimento Econmico - OECD foi de 6%.

Os pases com elevada gerao de eletricidade de origem

trmica apresentam perdas de transformao e distribuio

entre 25% e 30% da OIE. No Brasil estas perdas so de apenas

7%, dada a alta participao da gerao hidrulica. Esta

vantagem, complementada por grande utilizao de biomassa, faz

com que o Brasil apresente baixa taxa de emisso de CO2, de

1,62 tCO2/tep, pela utilizao de combustveis, quando

comparada com a mdia mundial, de 2,32 tCO2/tep.


30/48

19

3.1.1. Lenha

Os nmeros da tabela 2 mostram que a utilizao da lenha

no Brasil ainda significativa, principalmente, nas

carvoarias para produzir carvo vegetal e na coco de

alimentos nas residncias.

Tabela 2. Consumo de lenha no Brasil 2003 / 2004, nos vrios

setores do pas (103t)

ESPECIFICAO 2003 2004 % 04/03PRODUO DE LENHA 83758 90896 8,5

CONSUMO EM CARVOARIAS 34277 39702 15,8

CONSUMO FINAL DE LENHA 49090 50814 3,5

CONSUMO RESIDENCIAL DELENHA

25691 26044 1,4

CONSUMO DE CARVO VEGETAL 8409 9834 16,9

Fonte: MME, 2005

Em 2004, o setor residencial consumiu cerca de 26

milhes toneladas de lenha, equivalentes a 29% da produo

(figura 7) e 1,4% superior ao consumo de 2003 (tabela 2). Este

acrscimo, embora com menor vigor, repete o comportamento dos

ltimos anos, complementando o baixo desempenho do consumo

residencial de GLP na coco. Na produo de carvo vegetal

foi consumida cerca de quarenta milhes de toneladas (44% da


31/48

20

produo), em razo, do forte crescimento da produo de ferro

gusa a carvo vegetal. Os restantes 17% representam consumos

na agropecuria e indstria.

Fonte: MME, 2005

Figura 7. Consumo de lenha, para gerao de energia e consumocomercial, por setor.

Em 2004, o consumo de carvo vegetal cresceu 16,9%

(tabela 2), resultado da continuidade de boas performances da

produo de ferro gusa e da produo de silcio metlico.

A lenha e carvo vegetal representaram 13,2% da matriz

energtica brasileira de 2004, resultado 0,3% acima de 2003.


32/48

21

Analisando-se os dados referentes a matriz energtica

nacional fica evidente a dependncia do pas aos recursos

naturais renovveis dando nfase lenha e ao carvo vegetal.

O consumo de lenha no Brasil em 2004 atingiu 90.896

milhes de toneladas, considerando-se que de todas as

tipologias florestais de onde provm esta lenha ocorra um

rendimento mdio de 200 estreos por hectare, e que cada

estreo tenha 300kg, o consumo de lenha corresponderia a uma

rea de aproximadamente 1.515 milhes de hectares de

florestas. A produo de briquetes pode, sem dvida, diminuir

a extrao de madeira nas reas florestais plantadas e

nativas, deixando-as para serem utilizadas com um fim mais

nobre.

Desse modo torna-se necessrio utilizao dos resduos

gerados pelas indstrias de base florestal para a produo de

alternativas energticas, sendo uma delas a confeco de

briquetes como substituto da lenha reduzindo a presso nas

florestas nativas.


33/48

22

4. BRIQUETAGEM

A briquetagem um processo de densificao de resduos.

Todo resduo de origem vegetal pode ser compactado pela

briquetagem, bastando atender s necessidades de granulometria

e teor de umidade exigido pelo processo. Esse processo possui

a vantagem de transformar um resduo de baixssima densidade

em uma lenha de alta qualidade(QUIRINO, 2004).

Em 1848, foi concedida uma Patente para William Easby

para um mtodo de converso de carvo mido em torres

slidos. A utilidade e a vantagem da descoberta so que,

atravs desse processo, um artigo de pequeno valor, quase

desprezvel, pode ser convertido em um artigo valioso de

combustvel para navios a vapor, forjas, culinria e outras

finalidades, assim economizando o que agora perdido (BROSCH

& FURUNO, 1968).

A lenha ecolgica, como conhecido o briquete produzido

com p de serragem e com restos de madeira descartados por

indstrias, pode ser uma boa alternativa de produo de

energia alm de um meio adequado de se lidar com os resduos

vegetais.

Alm de carvo e resduos de madeira, outros resduos

ligno-celulsicos podem ser utilizados na produo de

briquetes, como por exemplo, a casca de arroz, palha de milho,


34/48

23

sabugo, bagao de cana, etc., e obter briquetes com qualidade

superior a qualquer lenha.

4.1. Processo de Briquetagem

4.1.1. Resduos Ligno-Celulsicos

A densificao do resduo atravs deste processo

consiste na compactao a elevadas presses, o que provoca a

elevao da temperatura do processo da ordem de 100C. O

aumento da temperatura provocar a plastificao da lignina,

substncia que atua como elemento aglomerante das partculas

de madeira. Isto justifica a no utilizao de produtos

aglomerantes (resinas, ceras, etc). Para que a aglomerao

tenha sucesso, necessria que a umidade do resduo esteja

compreendida entre 8 e 15% e que o tamanho da partcula esteja

entre 5 e 10 mm (LIPPEL, 2006).

O dimetro ideal dos briquetes para a queima em

caldeiras e fornos em geral est entre 83 mm e 93 mm e

comprimento entre 250 e 400mm. Dimetro de 63 mm so bem

aceitos em estufas, foges com alimentao automtica,

grelhas, churrasqueiras etc (LIPPEL, 2006).

Quando se dispem de resduos com estas caractersticas,

a fabricao de briquetes muito rentvel (40 a 60 KWh/t).


35/48

24

4.1.2. Carvo Vegetal

O carvo vegetal, sendo um combustvel slido de baixa

densidade e elevada friabilidade, gera grande quantidade de

finos na produo durante o transporte e na estocagem. Alm

disso, pelas suas caractersticas, apresenta inconvenientes

como, rpida combusto, implicando recargas a curtos

intervalos de tempo e elevado gasto de transporte (FONTES,

1989).

Para a briquetagem de finos de carvo, a indstria

recebe os finos de outros fornecedores ou faz o carvoejamento

de cavacos de madeira em retorta contnua. Um moinho de

martelo usado para promover uma distribuio granulomtrica

previamente determinada por testes de resistncia com o

briquete. A faixa granulomtrica ideal, normalmente abaixo de

3mm, funo da natureza do carvo, do tipo de prensa, da

forma e do tamanho do briquete. A granulometria influi

diretamente no consumo de ligantes e na resistncia final. O

grau de moagem considerado correto, o que produz uma

quantidade de p suficiente para preencher os vazios entre as

partculas maiores, evitando a desagregao na prensagem. O

material, que sai do moinho, passa em uma peneira vibratria e

os pedaos retidos so recirculados (ANTUNES, 1982).

O prximo passo na produo a mistura com o ligante.

Praticamente qualquer adesivo pode ser usado como ligante. A


36/48

25

seleo feita em funo do custo e do uso final que se

pretende para o briquete. Um briquete tpico contem: 87% de

carvo, 8% de amido e 5% de umidade(ANTUNES, 1982).

Os ligantes podem ser classificados entre os no

emissores de fuligem, que incluem amido, melao de cana,

cimento e licor sulftico (subproduto da fabricao de papel).

O principal componente aglomerante dos licores sulfticos a

lignina. Os ligantes emissores de fuligem, incluem o pixe

de petrleo e o alcatro de carvo vegetal ou mineral(ANTUNES,

1982).

A proporo de amido no briquete pode variar de 1 a 8%,

dependendo do tipo de carvo e do mtodo usado. No caso de se

usar amido em p, este misturado ao carvo juntamente com 5

a 10% de gua. desejvel deixar a mistura esfriar levemente

antes de envi-la prensa. Isto permite que a massa adquira

um grau de coeso maior do que o grau de adeso, contribuindo

para evitar formao de trincas e a colagem de material dentro

das cavidades da prensa(ANTUNES, 1982).

Segundo ANTUNES (1982), nos EUA os seguintes aditivos

so adicionados na composio dos briquetes:

Serragem de madeira, para introduzir o sabor

defumado nos churrascos;

leo vegetal ou mineral, para tornar o

acendimento mais fcil;


37/48

26

Argila plstica, para evitar a formao de

chamas, tornando a queima mais prolongada e

suave;

Carvo mineral, para reduzir o custo.

Aps a mistura do fino de carvo com o ligante, inicia-

se a briquetagem propriamente dita, que a aplicao de

presso sobre a massa. A intensidade e o perodo de aplicao

da presso variam com as caractersticas do material e com o

tipo de prensa. A prensa de cilindros giratrios o modelo

mais utilizado pela indstria americana, por ser a mais

adequada para alta produo. A presso e o tempo de aplicao

so funes do tamanho da cavidade, do dimetro e da

velocidade dos rolos. A alimentao insuficiente resulta em

um briquete frgil e de baixa densidade (ANTUNES, 1982).

A forma mais indicada para briquetes de carvo vegetal,

a de uma pequena almofada quadrada, com os cantos

arredondados. Esta forma evita quebra em cantos vivos, gera

baixo ndice de vazios na estocagem e permite a manuteno

fcil dos cilindros(ANTUNES, 1982).

Outra prensa utilizada a de extruso, que produz

briquetes com a forma de pequenos cilindros. Este modelo

mais indicado para materiais com alto teor de matrias

volteis. So briquetados sob alta presso, sem a necessidade


38/48

27

de ligantes, como a serragem, bagao de cana e resduos

agrcolas (ANTUNES, 1982).

Pela briquetagem do carvo vegetal, consegue-se um

combustvel com homogeneidade granulomtrica, bem maior

densidade e resistncia gerao de finos. O efeito de

densificao proporcionado pela briquetagem produz um

combustvel com maior concentrao energtica por unidade de

volume, que, aliado resistncia adquirida, viabiliza tcnica

e economicamente o transporte a distncias maiores (FONTES,

1989).

Na figura 8 pode-se observar detalhadamente como ocorre

o processo de briquetagem, desde a explorao florestal,

gerao de resduos at a obteno do produto final.

Figura 8. Fluxograma: gerao de resduos x processo debriquetagem.


39/48

28

Na figura 9 pode-se observar diferentes briquetes obtidos

atravs de diversos tipos de materiais.

FONTE: BIOMACHINE, 2006 Figura 9. Diversos tipos de materiais briquetados.


40/48

29

4.2. Quadro comparativo briquete x lenha

Tabela 3. Quadro comparativo (briquete x lenha)

BRIQUETE LENHAAlto poder calorfico Baixa temperatura da chamaArmazenagem racionalpaletizada

Grandes reas paraarmazenamento

Reduo da mo de obra nomanuseio

Maior mo de obra

Reduo de volume na estocageme no transporte

Sujeira no local de estocageme no transporte

Menos poluio com maisenergia

Grande quantidade de cinzas

Maior temperatura da chama

Quebras de partes internas da

fornalhaIsento de licenas especiais Licenas especiaisBaixo teor de cinzas Baixa uniformidade de calor

Material com grande umidadeFonte: BIOMACHINE, 2006

Tabela 4. Quadro comparativo

Fonte: BIOMACHINE, 2006

BRIQUETES

TIPO DEMATERIAL

CASCADE

ARROZ

RESDUOSDE

ALGODO

RESDUOSDE

PINUS

RESDUOSMADEIRADE LEI

RESDUOSDE

EUCALIPTOLENHACOMERCIAL

PODERCALORFICOKcal/Kg

3.800 4.300 4.680 4.900 4.8002.200-2.500

PESOESPECFICO

1,1 1,1 1,17 1,2 1,18 0,6

PESO AGRANEL/M3

650-700 650 700 700 - 750 750 - 800 720 - 780 350 400

UMIDADE 11 % 12 % 9 % 11 % 11 % 25 30 %


41/48

30

4.3. Mercado Consumidor

Toda empresa que possuir um forno ou uma caldeira na

qual possa ser utilizado lenha um cliente potencial para

usar o briquete, tais como padarias, pizzarias, lareiras,

caldeiras, churrascarias e outros.

Tabela 5. Comparao entre consumo mensal de briquetes x lenha

QUADROConsumo Mensal de

BriquetesConsumo Mensal de

LenhaFoges a lenha 1,0 ton 7 m3Lareiras mdias 1,0 ton 7 m3Padarias forninho 1,5 ton 11 m3Pizzarias forno 6pizzas

2,0 ton 14 m3

Caldeiras 2tn k/hr 15 ton 105 m3Caldeiras 4tn k/hr 30 ton 210 m3


4.4. Utilizaes do Produto

A briquetagem uma forma bastante eficiente para

concentrar a energia disponvel da biomassa. Um metro cbico

de briquetes contm pelo menos cinco vezes mais energia que

1,00 m3 de resduos. Isso, levando-se em considerao a

densidade a granel e o poder calorfico mdio desses

materiais. Devido dimenso e s grandes distncias internas

do pas, o aspecto concentrao energtica assume tambm

grande importncia (QUIRINO, 2003).


42/48

31

O briquete pode ser utilizado em fornos de pizzarias e

restaurantes, em lareiras, para aquecimento de gua em hotis,

em lavanderias, para aquecimento de piscinas, etc

(LIPPEL,2006).

O briquete uma lenha ecolgica que substitui com muita

eficincia o leo bpf utilizado em caldeiras industriais, o

gs, a energia eltrica e outros(LIPPEL,2006).

Fonte: LIPPEL,2006Figura 10. Exemplos de utilizao em aquecedores para hotis e

piscinas.

Fonte: LIPPEL,2006

Figura 11. Exemplos de utilizao em secadores e torradores degros.

Fonte: LIPPEL,2006

Figura 12. Exemplos de utilizao em caldeiras.


43/48

32

4.5. Custos de Implantao de uma Usina de Briquetes

Na tabela 6 demonstrado os custos totais para a

implantao de uma usina de briquetagem com uma linha de

produo.

Tabela 6. Custos de implantao de uma usina de produo de

briquetes

Modelo CapacidadeMotor

Princ.Pot.Total Preo

BriquetadeiraB 85/210

1100 Kg/h 60 cv 68,5 cvR$

216.617,00Silo Seco 4 m3 3 cv InclusoSecadorTambor

B 12000 1100 Kg/h 7 cvR$

142.600,00Ventil.Exausto

15 cv 16,5 cv Incluso

Ventil.Transporte

7,5 cv 9 cv Incluso

Silo mido ou

Redler 3 m3

5 cv

R$

26.074,00Total daUsina

1100 Kg/h 80 KWR$

385.291,00

PicadorBM

600/16075 cv 101.857,00

Transp.Picador p/Silo mido

R$27.661,00

Total c/picador

R$514.809,00



44/48

33

5. CONSIDERAES FINAIS

Com a grande rea florestada e reflorestada brasileira,

ampla a utilizao da madeira processada (madeira serrada,

mveis, usos na construo civil, polpa celulsica, etc.) e

fins energticos (carvo e lenha). Com a baixa agregao de

tecnologia no setor florestal, evidente a elevada gerao de

resduos, sendo estes, produzidos em toda as etapas da

manipulao da matria-prima at a obteno do produto final.

Portanto, deve-se estimular o aprimoramento da

eficincia durante o processo produtivo e a valorizao dos

resduos, principalmente pela transformao das indstrias

convencionais em sistemas eco-eficientes.

O uso destes resduos como matria-prima para novos

produtos ajudam a preservao dos recursos florestais,

diminuindo a presso sobre as florestas nativas e plantadas.

A utilizao destes resduos para a produo de

briquetes poder torna-se vivel, desde que sejam utilizados

equipamentos de qualidade, que a linha de produo seja

constante sem a ocorrncia de perodos ociosos do maquinrio,

uma matria-prima fsica e quimicamente adequada e

principalmente se houver mercado consumidor para que o produto

seja escoado com relao custo-beneficio positivo.


45/48

34

6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

ANTUNES, R. C. Briquetagem de Carvo Vegetal. Fundao Centro

Tecnolgico de Minas Gerais CETEC. Produo e Utilizao de

Carvo Vegetal. Belo Horizonte, 1982. Srie de Publicaes

Tcnicas n8 p:197 206.

BIOMACHINE. Disponvel em:.

Acesso em: 04 set. 2006.

BROSCH, C. D. & FURUNO, J. K. Aproveitamento dos Finos de

Carvo Vegetal. Diviso de Metalurgia do IPT. Contribuio

Tcnica nmero - 748. XXII Congresso Anual da ABM. Vitria,

Julho, 1968.

CARVALHO, T. C. S. & CMARA, J. B. D. IBAMA, GEO Brasil 2002 -

Perspectivas do Meio Ambiente no Brasil. - Braslia: Edies

IBAMA, 2002.

ESTEP, E. M. Wood residue: what and where. Madison: FPRS,

1973. 14 p.

FONTES, P. J. P. Aspectos Tcnicos da Briquetagem do Carvo

Vegetal no Brasil. Laboratrio de Produtos Florestais

LPF/IBAMA. Braslia, 1989.


46/48

35

FREITAS, L. C. A baixa produtividade e o desperdcio no

processo de beneficiamento da madeira: um estudo de caso.

(DissertaoMestrado). Universidade Federal de Santa Catarina

- UFSC. Florianpolis. 2000. 165p.

GONALVES, M. T. T. & RUFFINO, R. T. Aproveitamento do Resduo

Gerado na Indstria Madeireira. III EBRAMEM - Encontro

Brasileiro em Madeiras e em Estruturas de Madeira. Anais...

USP EESC. So Carlos, SP. 1989. p 129 140.

IBQP- Instituto Brasileiro de Qualidade e Produtividade do

Paran. Anlise da competitividade da cadeia produtiva da

madeira no estado do Paran. Curitiba. 2002. 345 f. Relatrio

Final.

LIPPEL. Planejando Uma Usina de Briquetagem.

Disponvel em:

Acessado em: 02 set. 2006.

MINISTRIO DE MINAS E ENERGIA MME. Balano Energtico

Nacional. 2005 ano base 2004. Disponvel em:

. Acessado em: 15 jun. 2006.
http://www.lippel.com.br/usina_briquetagem.pdfhttp://www.lippel.com.br/usina_briquetagem.pdf


47/48

36

QUIRINO, W. F. Utilizao Energtica de Resduos Vegetais.

Laboratrio de Produtos Florestais - LPF/IBAMA. Braslia,

2003. 14p.

QUIRINO, W. F. Briquetagem de Resduos Ligno-celulsicos.

Laboratrio de Produtos Florestais LPF/IBAMA. Braslia,

2004. 10p.

Rev. da Madeira. Bioenergia. Energia Limpa e Abundante.

Curitiba, Lettech Editora e Grfica Ltda, 2005.

Rev. Referncia. Resduo de Madeira parte 2. A sobra que vale

ouro. Curitiba, Ed. Jota Comunicao, 2003.

SILVA, C. A. P. Linha Redonda um exemplo de uso racional da

madeira. 1 Congresso Internacional de Pesquisa em Design e 5

Congresso Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento em Design.

Anais... Braslia, UNB, 2002.

TEIXEIRA, M. G.Aplicao de conceitos da ecologia industrial

para a produo de materiais ecolgicos: o exemplo do resduo

de madeira. 2005. 159f. Dissertao (Mestrado em

Gerenciamento e Tecnologia Ambiental no Processo Produtivo)

Escola Politcnica, Universidade Federal da Bahia, Salvador.


48/48

37

TEIXEIRA, M. G. CSAR, S. F. Resduo de madeira como

possibilidade sustentvel para produo de novos produtos. I

Conferncia Latino-Americana de Construo Sustentvel e X

Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construdo.

Anais... So Paulo, 2004.

monografia julio marchiori - briquetes

Documents