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REVISTA DA MADEIRA - EDIÇÃO N°77 - NOVEMBRO DE 2003

Resduos

Gesto de resduos slidos na indstria madeireira

Os resduos slidos so conceituados pela NBR 10.004 (ABNT, 1987) como resduos descartveis ou inteis resultantes das atividades humanas, em estado slido, semi-slido ou semi-lquido (com contedo lquido insuficiente para que este fluido possa se movimentar livremente).

Os resduos slidos orgnicos de origem vegetal, particularmente aps os tratamentos qumicos que recebem para utilizao na indstria madeireira, constituem uma fonte de elevados impactos ambientais sobre o meio fsico, particularmente sobre os mananciais hdricos superficiais e subterrneos e sobre os meios biolgico e scio-econmico.

O impacto ocorre com a gerao de chorume, a emisso de gases e maus odores resultantes dos processos de fermentao e decomposio, a gerao de sais inorgnicos e de metais txicos. Produz ainda a corroso de equipamentos componentes da infra-estrutura das instalaes.

A madeira um produto do tecido xilemtico dos vegetais superiores, localizado no tronco e no galho das rvores, com clulas especializadas na sustentao e conduo de seiva. Em termos comerciais, a madeira somente encontrada em rvores com altura superior a 6m.

O xilema um tecido caracterstico das plantas superiores, includos arbustos, cips e rvores, constitudas de fibras, elementos de vasos, traquedeos, raios e parnquima axial.

A casca constituda pelo ritidoma, periderme e floema, e tem a funo de conduzir a seiva elaborada. O cmbio um tecido meristemtico que gera novos elementos circulares. Os anis de crescimento representam o incremento anual da rvore, enquanto o cerne e alburno representam as pores que vo se tornando mais resistentes da madeira e que constituem alvo preferencial da explotao. Os raios e a medula armazenam as substncias nutritivas.

Atualmente reconhecem-se as caractersticas de heterogeneidade e anisotropia das madeiras, e que so os principais fatores a determinar variaes nas indstrias e por conseqncia, nos resduos slidos que produzem.

Hoje se reconhece nos mecanismos de biodegradao dos materiais lignocelulsicos, conduzidos de forma controlada por fungos pr-selecionados como uma importante alternativa para os tratamentos biotecnolgicos de aplicao industrial para a soluo adequada da questo dos resduos slidos. Este processo denominado biopolpao.

A aplicao deste processo permite tornar cavacos e resduos como matria-prima para a fabricao de papel.

No Estado do Rio Grande do Sul, est situado o plo moveleiro de Bento Gonalves, um dos principais do pas. Este plo teve sua origem no final do sculo passado, quando imigrantes italianos marceneiros produziram os primeiros mveis. Atualmente este setor econmico responde por 8% do PIB do Estado. O esforo de consolidao deste plo ocorre com a implantao do CETEMO Centro Tecnolgico do Mobilirio, pelo SENAI, na dcada de 80, e pela criao de um curso superior de Tecnologia em Produo Moveleira, pela Universidade de Caxias de Caxias do Sul, em 1994.

Atualmente esto em amplo procedimento de divulgao e popularizao os conceitos de ecodesign, incluindo os conceitos de recuperao de material, projetos voltados para a simplicidade, reduo de matrias-primas na fonte, recuperao e reutilizao de resduos, uso de formas de energia e materiais renovveis, produtos com maior durabilidade, recuperao de embalagens e utilizao de substncias base de gua.

Por outro lado, a legislao ambiental cada vez mais severa induz a uma nova postura em toda dimenso do setor, incluindo a adequada gesto de resduos slidos.

Uma das principais alternativas que era a incinerao dos resduos encontra-se oficialmente proibida em muitas regies do pas, com muitas autuaes de empresas que insistem nesta prtica.

MATERIAIS E MTODOS

Realiza-se caracterizao fsico-qumica e organolptica da madeira, bem como consideraes sobre anatomia da madeira, biodegradao e biopolpao. Tambm so referidos os conceitos bsicos de tecnologias limpas, ecodesign e queima de resduos.

Para subsidiar a anlise das alternativas de destinao, caracterizam-se os resduos, com quantificao, descrio do armazenamento e da destinao usuais.

Posteriormente analisam-se as alternativas possveis para a destinao dos resduos de madeira, envolvendo a compostagem, a tecnologia do resduo estruturante, a produo de energia, o uso da madeira como lenha ou ainda como combustvel lquido ou gasoso e carvo vegetal.

Discutem-se ainda as possibilidades de produo de materiais diversos, a produo de peas de artesanato, a produo de painis, com aglomerados de MDF, OSB e outros; a produo de briquetes e ainda a produo de papel e farinha de madeira.

Todas estas alternativas tecnolgicas so avaliadas dentro de uma perspectiva de viabilidade tecnolgica, econmica e ambiental, para a soluo dos problemas de resduos da indstria madeireira.



DESENVOLVIMENTO



Para melhor anlise das alternativas possveis de destinao dos resduos da indstria madeireira, devem ser feitas, preliminarmente, uma caracterizao dos resduos, com quantificao e consideraes sobre o armazenamento e o destino dos resduos.

As alternativas possveis para a destinao dos resduos de madeira so a compostagem, o uso como resduo estruturante, a produo de energia, o uso como lenha, carvo vegetal, a produo de materiais diversos e a produo de painis (aglomerados, MDF, OSB e outros), ou ainda a produo de briquetes.

Compostagem

O vocbulo compost da lngua inglesa originou a palavra composto para indicar o fertilizante orgnico, preparado a partir de restos vegetais e animais atravs de um processo denominado compostagem.

A tcnica de compostagem foi desenvolvida com a finalidade de se obter mais rapidamente e em melhores condies a estabilizao da matria orgnica. No processo de compostagem, os restos so amontoados, irrigados e revolvidos, acelerando o tempo de decomposio.

A compostagem definida como um processo controlado de decomposio microbiana de oxidao de uma massa heterognea de matria orgnica no estado slido e mido, passando pelas fases de fitotoxicidade, bioestabilizao e maturao. Durante o processo ocorre produo de calor e desprendimento de gs carbnico e vapor de gua. Neste processo importante o controle da relao C/N, que na madeira elevada.

Este processo crescentemente utilizado em suinocultura e avicultura, e a legislao brasileira classifica os produtos resultantes como fertilizantes orgnicos.

Resduo Estruturante

a utilizao da serragem fina ao lodo de esgoto proveniente de Estaes de Tratamento de Efluentes, utilizando reatores na escala de laboratrio. Estudos tm indicado que esta tcnica eficiente para biodegrabilidade do lodo de esgoto antes do processo de compostagem.

Produo de energia

A produo de energia com a utilizao de biomassa (energia solar transformada em estrutura vegetal via fotossntese) uma fonte alternativa que se adapta s diversas regies brasileiras. A implantao de usinas de biomassa preserva o meio ambiente, requerendo reas a serem impactadas insignificantes quando comparada com hidreltricas.

Um bom exemplo desta utilizao so os dados da Nestl, mostrando a viabilidade tecnolgica e econmica desta soluo.

O Instituto Nacional de Eficincia Energtica (INEE) tem defendido a implementao de unidades capazes de produzir ao mesmo tempo vapor para a secagem da madeira e eletricidade. Existem registros notveis para consultas como o case da BK Energia.

Uso como lenha

A utilizao da lenha tem larga tradio no Brasil. Em 1952, quase metade do total de energia consumida no pas era proveniente da biomassa. Em 1969, esta percentual se reduziu para 33,7% e em 1979 para 17,4%, considerando como lenha o consumo tradicional e histrico dessa biomassa no Brasil, incluindo a utilizao domstica, fornos de padarias, cermicas e olarias.

Uso como combustvel

A importncia da madeira no resulta apenas do seu aproveitamento pela queima direta e carbonizao. A madeira, alm de quantidades reduzidas de nitrognio e outros elementos, constituda por cerca de 50% de carbono, 44% de oxignio e 6% de hidrognio, constituindo uma massa heterognea de aproximadamente 50% de celulose, 20% de hemicelulose e 30% de lignina. Por isso matria-prima para produo de gases combustveis e combustveis lquidos atravs de processos como gaseificao, liquefao e hidrlise.

A gaseificao um processo de gerao de gs, por decomposio trmica, em um gaseificador, onde o material queimado em condies controladas para obteno de gs combustvel, com o objetivo de alimentar caldeiras ou movimentar motores.

Liquefao o processo pelo qual o monxido de carbono e o hidrognio obtidos na gaseificao, so colocados sob condies especiais de temperatura e presso, sendo liquefeitos.

A produo de etanol desenvolvida pela hidrlise cida como tambm pela hidrlise enzimtica pela quebra das longas cadeias celulsicas.

Carvo vegetal

O carvo vegetal, utilizado quase totalmente em fornos de alvenaria conhecidos como medas ou caieiras apresenta rentabilidade entre 25% e 35%, com o restante dos combustveis sendo constituda por volteis que se perdem na atmosfera.

No a alternativa mais recomendvel para estudos que tragam a perspectiva de se direcionar a uma viso integrada num contexto de desenvolvimento sustentvel.

Materiais diversos

Neste campo destacam-se os novos produtos desenvolvidos para a construo civil. Destaca-se um experimento realizado com p de serra de 3 diferentes espcies de madeira com vistas a sua aplicao em compsitos de cimento portland. Tambm a Universidade de Caxias do Sul tem desenvolvido trabalhos nesta direo.

A bibliografia internacional relata a tendncia da utilizao da madeira para a consolidao de novos produtos, dentro de conceitos de utilizao de tcnicas ecologicamente corretas.

O mercado da construo civil tem grande potencial na absoro de produtos durveis, decorativos, com boa trabalhabilidade, e que apresentem peso especfico adequado e condutibilidade trmica, absoro acstica ou reflexo acstica favorveis, com preos competitivos.

Peas de artesanato

A lei que institui a Poltica Nacional de Resduos Slidos, em sua Seo VIII institui a poltica de incentivos fiscais e financeiros s instituies que promovam reutilizao e reciclagem de resduos.

Neste contexto, destacam-se o potencial da indstria madeireira, onde percentual da matria-prima desperdiada grande, e com grande freqncia, os resduos e refugos so destinados queima.

A produo de peas de artesanato pode atingir dimenses industriais (Rocha, 2002), em estratgias de parceira ou contextos de bancos de resduos.

Produo de painis

As chapas de madeira aglomerada so fabricadas com partculas de madeira ou outros materiais, aglutinados por meio de uma resina e em seguida prensados. A resina normalmene utilizada a uria-formaldedo, usando-se tambm, quando se necessita melhores caractersticas de resistncia, o fenol-formaldedo.

Durante o processo de produo, so adicionados diversos produtos qumicos para evitar o mofo, a umidade, o ataque de insetos e aumentar a resistncia ao fogo.

As fbricas de madeira aglomerada utilizam as seguintes fontes de matria-prima: resduos industriais (resduos de serrarias, fbricas de mveis e chapas), resduos provenientes de explorao florestal (toras curtas, galhos, etc.), madeiras de qualidade inferior, no industrializveis de outras formas, madeira proveniente de trato cultural de florestas plantadas e reciclagem de madeira sem serventia (demolies).

uma tecnologia desenvolvida nos pases ricos, que tinha como motivao bsica a escassez de madeira ocorrida logo aps o trmino da segunda guerra mundial, sendo motivador tambm o aproveitamento econmico dos resduos industriais.

Produo de briquetes

A briquetagem o processo de compactao de resduos, no qual destruda a elasticidade natural das fibras. Este processo diminui o consumo de energia para queima, resultando em um material com pequeno volume, alta densidade e com alto poder calorfico.

O briquete produzido a partir de serragem e demais resduos resultantes do processo de beneficiamento de qualquer tipo de madeira ou resduos de agroindstria. Sua produo requer um controle de umidade, cujo teor mximo ideal de 15%, o que torna necessrio a introduo de processos de secagem.

Esse processo utiliza presses elevadas para compactar os resduos em cilindros chamados briquetes. A extruso em altas presses e temperaturas, por mquina rotativa oferece um produto homogneo, sem aglomerantes, a temperaturas de 150 a 200 graus, obtida pelo atrito dentro das cmaras de compresso antes da extruso, liquefazendo a lignina da biomassa. Ao sofrer esfriamento, a lignina se transforma em aglomerante natural, e cria a camada externa contra a umidade do ar.

A densidade do briquete duas vezes superior, enquanto o poder calorfico equivalente ao dobro. J o preo do briquete cerca de 5 vezes superior ao preo da lenha, considerando o melhor rendimento na queima.

A tcnica da briquetagem, alm de eliminar resduos incmodos e onerosos, produz um material de tamanho constante, facilitando o armazenamento, a embalagem, e o transporte, facilitando a operao de equipamentos de queima para a produo de energia.

Com o uso de briquetes, as caldeiras trabalham em temperaturas uniformes, alcanando maior temperatura de queima, tornando o produto vivel sob o ponto de vista tecnolgico, econmico e mercadolgico.

A tecnologia de produo de briquetes tem sido negociada com a Comunica Econmica Europia, pois estes pases buscam no Brasil alternativas para substituir a energia fssil e nuclear.

Produo de Papel

Em alguns pases, restos de madeira procedentes de clareamento (madeira tratada) so usados na fabricao de pasta de papel (Remade, 2003), processo pouco comum no Brasil, devido a facilidade climtica de obteno de matria-prima pelo reflorestamento.

Farinha de madeira

A farinha de madeira, obtida pelo processo de moagem das diversas aparas de madeira, e usada por uma grande quantidade de indstrias, como matria-prima para gerar produtos acabados ou semi-acabados, para empresas fabricantes de plsticos, indstrias de fundio, de compensados, de explosivos ou de calados. Estas empresas que contribuem para a diminuio do montante dos detritos gerados, tambm so exemplos reais de que o resduo pode e deve ser fonte para novos produtos.



As atividades ligadas indstria madeireira so fundamentais na economia de muitas regies do pas, destacando-se a regio de Bento Gonalves no RS e para a viabilidade econmica e sustentabilidade dos pequenos empreendimentos industriais moveleireiros, principalmente de natureza familiar ou artesanal.

No entanto, o comprometimento ambiental gerado pela gesto inadequada de resduos slidos da indstria madeireira, reconhecido tanto pela comunidade cientfica como pelas autoridades sanitrias e pela populao em geral.

Logo, a contribuio de alternativas tecnolgicas que viabilizem menor impacto ambiental sobre os meios fsico, bitico e scio-econmico que constituem o meio ambiente, uma necessidade urgente para a melhoria de qualidade de vida das populaes sem a perda de renda particularmente nos pequenos empreendimentos industriais.











Dr. Roberto Naime

Departamento de Engenharia Civil - FENG PUCRS

Av. Ipiranga, 6681 Prdio 30 - CEP 90619-900 Porto Alegre, RS

Curso de Engenharia Industrial ICET FEEVALE

naimedec@pucrs.br ou rnaime@feevale.br



Dra. Ivone Sartor

Faculdade de Farmcia PUCRS

isartor@pucrs.br



Dra Marlova Kulakowski

Curso de Arquitetura ICET/FEEVALE

markovak@feevale.br



MSc Ana Cristina Garcia

Curso de Engenharia Industrial ICET FEEVALE

NITEC EA - UFRGS

anagarcia@feevale.br