ARTIGOS TÉCNICOS

Antonio José Migliorini*

Todas as industrias que utilizam a madeira como matéria-prima, têm ao final do processamento uma grande quantidade de resíduos, tanto na industria como na floresta.

Na maioria das vezes esses resíduos industriais, constituem-se num grave problema,
devido à quantidade, dispersão e dificuldade de manuseio que os mesmos apresentam. Por outro lado, exigem grandes áreas para armazenamento ou simplesmente são queimados ou incinerados sem que haja aproveitamento da energia neles contida.

Fatos semelhantes acontecem na floresta, onde os resíduos da exploração são deixados nas áreas exploradas sem qualquer aproveitamento, causando muitas vezes problemas nos tratos culturais subseqüentes.

De uma maneira geral, tanto os resíduos industriais como os florestais, comumente chamados de biomassa florestal, até recentemente não possuiam qualquer utilidade.
No entanto, com os crescentes aumentos verificados nos preços dos combustíveis de
origem fóssil, a biomassa florestal, devido as suas características, passou a ser encarada não como um material indesejável, mas sim como uma fonte de energia, principalmente por parte das industrias que utilizam a madeira como matéria-prima.
Dentre as formas de se utilizar a biomassa florestal como fonte de energia, a sua densificação, compactação, ou aglomeração proporciona uma série de vantagens, quando comparada a sua utilização no estado natural, principalmente no tocante ao armazenamento, manuseio, aumento da densidade e poder calorífico.

Quando se pretende utilizar a biomassa florestal, como fonte de energia, deve-se conhecer todas as suas características, de modo a se aproveitar todas as vantagens e eliminar os incovenientes.

As principais características que a biomassa apresenta são a grande quantidade e a
disponibilidade para uso imediato.

Segundo avaliações efetuadas por BRITO et alii (1979), os resíduos florestais representam cerca de 30% do total de matéria-seca produzida por 1 ha de floresta de eucalipto.

Os resíduos das indústrias que tem a madeira como materia-prima de acordo com estimativas efetuadas por CASTRO (1978), atingirão 9,8 milhões de m3 em 1985**.

As outras vantagens são:

- baixo teor de enxofre, portanto não necessita de processos para controle de emissões;- baixo teor de cinzas;

- a biomassa e renovável e se distribui por todo o país, bastando apenas um
programa de florestamento ou reflorestamento.

Série Técnica IPEF, Piracicaba, v.1, n.2, p.C.1 – C.9, Jul.1980.

Os resíduos industriais apresentam maior potencialidade para uso imediato, devido ao fato de estarem concentrados em áreas junto às indústrias, podem ser coletados com facilidade, tornando assim uma importante e econômica fonte de matéria-prima para produção de combustível densificado.

Os resíduos florestais, apesar de serem mais difíceis de se coletar, não devem ser desprezados, pois eles poderão contribuir quando os resíduos industriais não forem suficientes para satisfazer às necessidades energéticas ou poderão diversificar as fontes de renda da empresa, através da venda do excedente energético.

Basicamente os processos de densificação de biomassa consistem na aplicação de
pressão a uma massa de partículas com ou sem a adição de ligantes ou tratamento térmico.

Os processos comerciais de densificação de biomassa são:

- Peletização - (usado na manufatura de rações), emprega uma matriz de aço perfurada com um denso arranjo de orifícios de 0,3 a 1,3 cm de diâmetro (Fig. l). A matriz gira e a pressão interna dos cilindros forçam a passagem da biomassa através dos orifícios com pressões de 7,0 kg/mm³. O pelete então formado é cortado por facas ajustadas ao comprimento desejado.

- Cilindros ou cubos - e uma modificação da peletização, a qual produz grandes cilíndros ou cabos de 2,5 a 5 cm de diâmetro.

- Briquetagem - compacta a biomassa entre cilindros com cavidades, produzindo formas como o carvão briquetado. As dimensões variam de 15-250 mm de comprimento, com diâmetro de 50 mm.

- Extrisão – usa uma rosca para forçar a biomassa sob alta pressão contra uma matriz, formando grandes cilindros de 2,5 a 10 cm de diâmetro. Agentes ligantes como piche ou parafina são freqüentemente adicionados para aumentar a força estrutura e o poder calorífico. Material extrudado, é amplamente disponível nos supermercados americanos, eles têm uma gravidade específica de 1,0. (Figura 2).

Embora as técnicas de densificação sejam largamente praticadas, poucas informações sobre o mecanismo pela qual a biomassa atinge altas densidades são disponíveis.

Série Técnica IPEF, Piracicaba, v.1, n.2, p.C.1 – C.9, Jul.1980.

Série Técnica IPEF, Piracicaba, v.1, n.2, p.C.1 – C.9, Jul.1980.

De uma maneira geral, as principais diferenças entre os processos consistem no tamanho do material densificado, equipamento utilizado, grau de moagem de matéria-prima, temperatura e pressão utilizadas.

A Figura 3 apresenta a sequência básica do processo de densificação.

A energia requerida para a densificação dependerá do conteúdo de umidade, tamanho e tipo do material densificado, equipamento usado, etc.

O consumo de energia oscila entre 10 a 20% do conteúdo energético do material.
Assim uma matéria-prima que contém 100 unidades de energia ao final do processo apresenta 80 a 90 unidades, pois o restante foi consumido pelo processo.

A maior parte da energia necessária é utilizada para a secagem do material.
A Tabela 1 apresenta o balanço de energia de uma indústria com capacidade de produção de 300 t. de pelete/dia.

Série Técnica IPEF, Piracicaba, v.1, n.2, p.C.1 – C.9, Jul.1980.

Série Técnica IPEF, Piracicaba, v.1, n.2, p.C.1 – C.9, Jul.1980.

Todas as vezes que houver resíduos florestais ou industriais é preferível densificálos
que utilizá-los no estado natural. Essa medida facilita o transporte, uniformiza o material, favorece a estocagem pelo aumento da densidade e poder calorífico e reduz substancialmente a ação poluidora.

A utilização da biomassa como matéria-prima para a produção de combustíveis densificados, elimina áreas de estocagem de resíduos nas indústrias e facilita as operações dos tratos culturais na floresta.

O combustível densificado pode-se tornar uma fonte de rendimentos para a empresa, através da venda do seu excedente.

BLACKMAN, T. – Bark pellets are high energy fuel for coal, gas aplication, forest industries, San Francisco: 48-9, fev.1978.

BRITO, J.O. et alii – Avaliação das características dos resíduos da exploração florestal do eucalipto para fins energéticos. Circular técnica, Piracicaba, (62): 1-8, ago.1979.

CASTRO, R. de F. – Participação do sub-setor florestal no balanço energético brasileiro, In: Diagnóstico da participação do sub-setor florestal na economia brasileira. Brasília, IBDF/COPLAN, 1978. p.73-109.

MORAES, M.A. – Centralização da produção de carvão de madeira. Metalurgia-ABM São Paulo 35(264): 791-4, nov.1979.

REED, T. Densified biomass a new from of solid fuel. Golden, Solar Energy Research
Institute, 1978. 30p.

SALEME, J.E.F. – Estudo básico para briquetagem do carvão vegetal. OuroPreto, Escola de Minas e Metalúrgica s.d. 19p.