MENU
Bambu
Capacitao
Colheita Florestal
Desenvolvimento
Editorial
Energia
Espcie Guapuruvu
Eucalipto
Mveis & Tecnologia
Produtividade
Recursos Humanos
Secagem
E mais...
Anunciantes
 
 
 

REVISTA DA MADEIRA - EDIÇÃO N°92 - OUTUBRO DE 2005

Energia

Energia a partir de resduos florestais

Na dcada de 40, durante a Segunda Guerra Mundial, o Brasil foi obrigado a utilizar fontes alternativas de energia, em virtude da falta de combustvel derivado do petrleo. De todas as alternativas, a mais utilizada era proveniente da biomassa (madeira). Tal fato tambm foi observado durante a crise energtica, no incio da dcada de 70.

possvel usar a energia da biomassa, uma delas atravs da sua transformao em gs combustvel, utilizando-se gaseificadores tambm conhecidos como gasognios, para substituio de combustveis derivados do petrleo em utilitrios, caminhes, moto-bombas para irrigao agrcola, em tratores agrcolas, barcos para transportes fluviais, dragas para extrao de areia e cascalho alm de geradores de energia eltrica em zonas rurais. O gasognio, utilizando gua, madeira e carvo vegetal, das solues mais econmicas para os agricultores produzirem alimentos e gerarem energia eltrica em suas propriedades.

Vale ressaltar, ainda, que madeira e carvo vegetal podem ser produzidos na propriedade agrcola, por reflorestamentos feitos em reas marginais cultura agrcolas ou mesmo em consrcio, num modelo agrosilvicultural tpico. Tais reflorestamentos podem ser feitos com espcies de Eucalyptus, que pelas suas caractersticas de produtividade e qualidade da madeira produzida, oferecem tambm material desejvel produo de carvo vegetal.

Um forte argumento em favor do gaseificador o alto custo para se levar da 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 pas. No caso especfico de Minas Gerais, o custo de energia eltrica j comea a inviabilizar muitos projetos de irrigao, principalmente no norte do Estado. Segundo a Companhia Energtica de Minas Gerais (CEMIG), a energia eltrica chega a apresentar participao mdia de 4,58% nos custos totais da produo de gros irrigados. J o levantamento de custo operacional realizado pela Federao da Agricultura do Estado de Minas Gerais (FAEMG), mostra que a energia eltrica onera muito o produtor, pois a produo de uma tonelada de milho, arroz ou feijo exige gastos com energia eltrica, em relao ao custo total, de 26,46%, 24,90% e 19,48%, respectivamente .

Em processos trmicos industriais, a gaseificao de biomassa tem diversas aplicaes, tais como: fornos de tratamento trmicos, fornos cermicos, panificao contnua e ciclotrmica, fornos rotativos de calcinao e de fundies de metais no ferrosos, estufas, secadores para minrios, secadores de atomizao, caldeiras, aquecedores de fluido trmico e geradores de ar quente.

O Brasil rene condies agrcolas e econmicas ideais para desenvolver e se beneficiar das tecnologias de utilizao de lenha e outras biomassas para fins energticos, por ser privilegiado em termos de extenso territorial, insolao e gua, fatores essenciais para produo de biomassa em grande escala. O uso de processos e aparelhos de gaseificao, para gerao de energia em pequena escala, constitui, portanto, uma alternativa economicamente vivel para o pas, em funo de fatores tais como:

a madeira um recurso natural renovvel;

pode-se usar os resduos da industria madeireira, no caso das serrarias, por exemplo. Estes resduos constituem um problema para o empresrio, que no conhece uma tecnologia definida para o aproveitamento destas sobras;

o combustvel pode ser produzido na prpria propriedade rural, atravs de pequenos reflorestamentos em reas inadequadas para culturas agrcolas ou em consrcio - sistema agrossilvicultural;

estes reflorestamentos podem ser de eucalipto, que apresenta excelente produtividade de biomassa, e por ser uma madeira extica, evita a derrubada das madeiras nativas;

o processo de gaseificao no polui o ambiente;

no causa nenhum impacto a fauna e a flora da regio, bem como problemas sociais e;

a no dependncia de tecnologia e recursos importados para implantao dos conjuntos gaseificador-gerador de energia.

.

MATRIZ ENERGTICA



significativa a participao do carvo vegetal, da lenha e produtos da cana-de-acar na matriz energtica brasileira (18,1%). Tambm grande a dependncia brasileira de combustveis derivados do petrleo (33,8%) que, por se tratar de um recurso no renovvel e em grande parte, importado, representa um risco para o Pas, alm de dispndio desnecessrio de divisas.

Por outro lado, apesar da boa participao da energia eltrica hidrulica na matriz (38,1%), apenas 25% das propriedades rurais no Brasil possuem eletrificao rural, ou seja, 23 milhes de pessoas no meio rural, no dispem de energia eltrica. Esses dados evidenciam o problema da energia no meio rural e de uma nova concepo energtica que se deve seguir a partir da escassez do petrleo.



PERFORMANCE DO SISTEMA



A gaseificao de um combustvel slido, como a biomassa, pode ser definido como a sua transformao em um gs combustvel, constitudo por uma mistura de monxido de carbono (CO), hidrognio (H2), metano (CH4), pequenas quantidades de outros hidrocarbonetos leves (CnHm), dixido de carbono (CO2) e vapor de gua (H2O), alm do nitrognio (N2), que est presente no ar fornecido para a reao

As seguintes variveis influnciam na composio dos gases: umidade do combustvel, granulometria e teor de carbono do combustvel , densidade do combustvel, poder calorfico do combustvel, teor de pirolenhosos, temperatura na zona de reao, presso de operao do gaseificador, introduo de vapor dagua, teor de oxignio no agente de gaseificao, umidade relativa do ar de combusto. Todas estas variveis interagem entre si nos dois sentidos, afetando diretamente o funcionamento do sistema gaseificador gerador de energia eltrica.

Valores mdios de potncia mxima e consumo de carvo de um conjunto gaseificador-gerador de energia eltrica em funo do teor de carbono e granulometria do combustvel.



GERADOR DE ENERGIA

Existem vrias formas de se organizar e dimensionar um conjunto gaseificador-gerador de energia, a sequncia lgica a conformao da seguinte forma: gerador do gs com sistema de depurao do gs acoplado a um motor de exploso interna, este o bsico da para frente o que vai variar funo se a energia requerida mecnica ou eltrica. Outro aspecto a ser considerado, inclusive de interesse econmico, o material utilizado para construo do sistema de gaseificao e purificao dos gases, que pode ser metlico, de alvenaria ou ferrocimento. No existem problemas tcnicos para adaptao dos motores ao gaseificador. Nos motores de ciclo otto (gasolina e lcool), as modificaes so insignificantes e eles trabalharo com, aproximadamente, 70% da potncia original. Nos motores a diesel, a bomba injetora continuar fornecendo uma pequena quantidade de leo (10 a 15%) para a ignio do gs. Com este processo o motor passa a trabalhar com, aproximadamente, 80 a 87% da potncia original.

GASEIFICADOR METLICO

Planta para gerao de 25 KVA



A planta de gaseificao consiste de dois geradores de gases, montados em paralelo e conectados em sries com ciclones, filtros de ar e resfriador de gases. A configurao final do sistema, foi conseguida aps 500 horas de operao, sendo testados outras configuraes e alguns tipos de elementos filtrantes durante os testes. Pedra, carvo, madeira e algodo foram selecionados para a filtragem correta. No se utilizou materiais exticos, como l de vidro, poliamida (neomex), porque no so encontrados facilmente e so caros, enquanto pedras, carvo e algodo so disponveis e fceis de obter .



FERROCIMENTO E ALVENARIA

Os conjuntos a base de ferrocimento e de alvenaria uma alternativa econmica para substituir os conjuntos metlicos, por se tratar de material de fcil obteno e disponibilidade de mo-de-obra, pois um pedreiro bem treinado o suficiente para construo do conjunto de gaseificao sem maiores problemas.

Planta para gerao de 10 KVA

A base econmica das zonas rurais da Amrica Latina, se caracteriza por uma significativa participao de atividades produtivas primrias, na confeco do produto bruto.

Este setor primrio da economia mostra uma presena notvel de agentes minifundirios e pequenos produtores do tipo familiar, com srias dificuldades de acesso a aquisio de terra, tcnicas produtivas mais modernas e financiamentos, tendo poucas ou nenhuma possibilidade de diversificar sua produo.

Se trata basicamente de um esquema produtivo de subsistncia, onde os fatores mencionados conduzem a que este tipo de produtor, tenha uma baixa capacidade de negociao frente a outros agentes econmicos regionais e em outras regies.

No entanto, estes objetivos no podem ser alcanados sem um processo contnuo e ordenado do uso da energia para atender os requisitos das atividades prprias do meio rural, tais como: decoco de alimentos, calefao, irrigao, serrarias de madeira, fabricao de mveis e elementos para fabricao de moradias, moenda de gros e cana-de-aucar, etc., compatvel com a necessidade de preservar a qualidade do ambiente.

Os elevados custos de energia que se dispem (combustvel derivados do petrleo, eletricidade), ou simplesmente a carncia total de forma energticas apropriadas, dificulta enormemente o desenvolvimento destas atividades, anulando a possibilidade de diversificao da produo, e a melhoria da qualidade dos produtos e o aumento do valor agregado da produo rural.

Neste sentido, contribuir com um processo de energizao rural, mediante a utilizao eficiente e racional das fontes primrias de energia disponveis na regio (resduos de serraria e marcenaria, carvo vegetal, etc.) e atravs de tecnologias tcnica e economicamente viveis e socialmente convenientes, implica num passo importante e fundamental em esforos para alcanar melhores condies de vida e trabalho no meio rural.

A tecnologia de gaseificao do carvo vegetal, empregando ferrocimento como material construtivo do gasgenio para gerao de energia mecnica e ou eltrica em pequenas potncias (15-20 KW), mediante motores de combusto interna, j se encontra em um estado avanado de desenvolvimento.

No Instituto Asitico de Tecnologia (AIT) da Tailndia, lugar onde se desenvolveu a tcnica do ferrocimento aplicada a construo dos gasognios, se encontram em operao plantas de 10 KW, e na Universidade de Bremen (grupo FLEUS) se encontram outras tantas de caractersticas semelhantes. Na Argentina se encontram em operao duas plantas, uma no Departamento de Energia do INTI e a outro no Centro de Capacitao da UNCUPO. Estas ltimas foram construdas no incio do Projeto de Cooperao INTI-GTZ Fortalecimento da Infra-estrutura Institucional - Transformao da biomassa florestal em energia para uso industrial e domstico.

As principais caractersticas do sistema so as seguintes:

materiais de construo de fcil aquisio. O manuseio dos mesmos no desconhecida, isto abre novas perspectivas em termos de construir plantas em localidades mais distantes.

baixos custos de fabricao.

emprego de mo-de-obra local no especializada na construo, donde necessrio uma mnima superviso durante as obras.

baixos custos de manuteno, e no requer materiais e ferramentas especiais.

operao simples e eficiente



O conceito do gasognio de ferrocimento constitui indubitavelmente um ponto de partida inovativo de alternativa dos sistemas de gaseificao metlicos tradicionalmente empregados.

Utilizando o conceito de desenho integrado, a tecnologia de ferrocimento em combinao com a tecnologia de reatores de ncleo aberto, possvel configurar um sistema de gaseificao que pode ser construdo pelo prprio usurio final com um mnimo de superviso, utilizando as capacidades de mo de obra, disponvel no lugar do empreendimento.

Esta tecnologia j alcanou um grau de amadurecimento necessrio, para realizar sua transferncia ao pequeno e mdio produtor rural, especialmente em zonas onde os preos da energia eltrica, proveniente de rede de distribuio rural, constitui um fator de importncia, em muitos casos limitando a composio dos custos operativos de uma pequena industria rural.



Planta de alvenaria para acionar uma bomba de irrigao de 10 C.V.



Se um produtor rural, que pretende instalar um gaseificador em sua propriedade para acionar uma bomba de irrigao de 10 C.V., pode utilizar um conjunto bem simples, de alvenaria. O motor a ser utilizado de combusto interna, ciclo otto, dever ter potncia acima de 70 C.V. Aconselha-se motor usado, em bom estado de funcionamento, se for necessrio retifica, deve-se aproveitar para rebaixar o cabeote.

A previso de que a bomba funcionar 2.100 horas/ano. O gaseificador-motor, para a exigncia de potncia da bomba, consumir em torno de 4 a 6 Kg de carvo hora. Trabalhando com o ltimo valor, tem-se:

Para o corte aos seis anos de idade, esta rea dever ser dividida em seis talhes de 0,72 ha (4,32?6) cada um, plantados seqencialmente em seis anos, criando-se, assim, sistema de produo sustentada. A carbonizao poder ser feita em forno rabo-quente ou de encosta, usando-se uma nica unidade.

Quanto ao manejo do forno, aconselha-se que o fechamento seja um pouco depois do ponto normalmente utilizado pelos carvoeiros, para permitir a produo de carvo com maior teor de carbono, o que ir melhorar o funcionamento do gaseificador No entanto, esta sugesto provocar uma ligeira mudana no ndice de consumo lenha/carvo.

RESDUOS



Ao se desdobrar uma tora de madeira, a gerao de resduos inevitvel, sendo que o volume e tipos de pedaos e/ou fragmentos gerados, so dependentes de vrios fatores. Como exemplo destes fatores, destacam-se o dimetro das toras e o uso final das peas serradas. Considerando uma tora cilndrica, e desejando-se retirar apenas um bloco central , o rendimento corresponderia a 63,66% apenas, como apresentado pelo esquema descrito a seguir.



Pode-se dizer que o processo de gerao de energia eltrica, por gaseificao de resduos de madeira, pode ser altamente vivel para determinadas regies do Pas, desde de que sejam utilizados motores com altas taxas de compresso e que os detalhes construtivos do conjunto gaseificador sejam compatveis com o sistema de gerao de energia eltrica

Lourival Marin Mendes1, Giovanni Francisco Rabelo1, Paulo Fernando Trugilho1 e Fbio Akira Mori1