O BENEFICIAMENTO DO AA NO PROJETO MODELO DE NEGCIO DE ENERGIA ELTRICA EM COMUNIDADES

ISOLADAS NA AMAZNIA NERAM

DIOGO J. C. XAVIER RUBEM C. R. SOUZA

OMAR SEYE ATLAS A. BACELLAR EYDE C. S. SANTOS

KATRIANA T. FREITAS MNICA RODRIGUES MRCIA R. MORAIS

EULER L. GUIMARES

Pesquisadores vinculados ao Centro de Desenvolvimento Energtico Amaznico CDEAM, Universidade Federal do Amazonas UFAM

Cep: 69.077-000 Manaus AM Fone/Fax:(092) 3647-4416/4417

e-mail: diogo_am@yahoo.com.br, cdeam@ufam.edu.br Resumo Este artigo tem como objetivo a apresentao e discusso dos processos produtivos envolvidos no beneficiamento do Aa dentro do projeto Modelo de Negcio de Energia Eltrica em Comunidades Isoladas na Amaznia NERAM, financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico CNPq. Com a premissa de aproveitamento global do fruto do aaizeiro, todas as etapas previstas para o processo so descritas. Estas etapas envolvem a extrao da polpa, tratamento dos resduos, secagem do caroo do aa e seu aproveitamento para gerao de energia eltrica. Esto descritas estimativas das propores em massa do fruto envolvidas nas etapas dos processos, da extrao da polpa aos produtos finais, e caractersticas dos equipamentos de gerao.

Abstract This article presents a discussion on the productive processes associated with the aai within the project "Model for Electric Power Enterprise in Isolated Communities in the Amazon - NERAM", financed by the National Council for Scientific and Technological Development - CNPq. With the premise of global use of the fruit of the aaizeiro, all the stages of the processing are described. These stages comprise the extraction of the pulp, treatment of residues, drying of the aai seeds, and it use for power generation. Estimates of the proportions are described in mass of the fruit involved in the stages of the processes, from the pulp extraction till the final products, and characteristics of the generation equipments. 1. Introduo

A universalizao dos servios pblicos em geral e de energia eltrica em particular, adquire, no caso da Regio Norte, caractersticas bastante peculiares, em funo da dimenso territorial, da cobertura por densa floresta equatorial e grandes rios. Tais caractersticas contribuem para a distribuio esparsa e irregular do mercado de energia, tornando-o extremamente difcil a formulao de aes para a ampliao do acesso energia eltrica, tais como, a construo de sistemas de transmisso e distribuio interligados. Da mesma forma, a utilizao de sistemas abastecidos por derivados do petrleo, como o diesel, so cada vez mais prejudiciais a matriz energtica do setor de transportes no Brasil, gerando um dficit de cerca de 30% em volume de diesel que precisa ser importado j em forma de destilado final (ROCHA e SILVA, 2003).

O baixo poder aquisitivo que predomina na regio e a carncia de tecnologias avanadas nacionais, adaptadas a realidade amaznica, no podem inibir novos modelos para o suprimento eltrico da regio Amaznica, haja vista que o modelo vigente parte do pressuposto de que o agente regulador do setor deve preservar o equilbrio entre os agentes de forma a promover o desenvolvimento social atravs da oferta de energia eltrica. Nesse sentido, as aes do projeto NERAM so paralelas posio de Tortorello e Gouva (2003) que afirmam: deve-se considerar a energia eltrica como um insumo de desenvolvimento e produo, capaz de alterar e melhorar a qualidade de vida de uma determinada regio, no mbito do planejamento setorial da expanso da oferta. Do ponto de vista de insumo energtico sustentvel, Souza e Santos (2003) sinalizam a biomassa como capaz de suprir as demandas aqui consideradas, apontando a necessidade do desenvolvimento de tecnologias nacionais adequadas realidade amaznica, a captao de recursos financeiros disponibilizados atravs dos instrumentos regulatrios disponveis no pas e tambm aqueles que podem ser captados atravs da comercializao dos crditos de carbono. Necessrio se faz ainda, que sejam estudados e experimentados a constituio de agentes no mbito das comunidades que sejam capazes de gerir a produo e comercializao de energia eltrica de acordo com os pressupostos legais vigentes no pas. Diante deste cenrio, proposto o projeto de pesquisa Modelo de Negcio de Energia Eltrica em Comunidades Isoladas na Amaznia NERAM, pelo Centro de Desenvolvimento Energtico Amaznico (CDEAM). Esta iniciativa agrega gerao distribuda o aproveitamento de resduos de biomassa como fonte energtica para a produo de energia eltrica, com o objetivo da reduo da demanda por leo diesel, alm da gerao de emprego e mais renda, fixando assim o homem no campo. As comunidades contempladas pelo projeto so: Cristo Rei, Pentecostal do Brasil, Nossa Senhora da Conceio e So Francisco do Parau, do sistema Cururu que se estende prximo a Ilha do Parati (3 30 0,468 S; 60 45 57,528 W) at o sistema lacustre do Cururu (3 26 25,116 S; 60 43 25,572 W) no municpio de Manacapuru - AM, localizadas de acordo com a figura 1.

Figura 1: Localizao da rea de atuao do projeto NERAM.

Dentro desse contexto, este artigo apresenta uma discusso dos processos produtivos que esto sendo desenvolvidos e implantados no projeto.

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2. O processo de gerao de eletricidade O processo de gerao a ser implantado pelo projeto utiliza a tecnologia de gaseificao de biomassa, tendo como insumo energtico o caroo de aa. O sistema, de acordo com a figura 2, formado por dois subsistemas de gerao, e um de secagem de biomassa. A opo por trabalhar com dois subsistemas de gerao a mais indicada, por ser mais confivel e disponibilizar a realizao de manuteno sem que haja a paralisao total da gerao de eletricidade, alm de atender a modulao de carga.

Figura 2: Layout do sistema de gerao.

Cada subsistema de gerao composto por: um reservatrio de biomassa (A), com capacidade de 3 m3; um gaseificador (B), com volume de 0,2 m3 e dimetro interno de 41,2 cm, com consumo de caroo de caroo de aa de 44,3 kg/h que possibilita a produo de 145 m3/h de gs de baixo teor de alcatro e particulados, e rico em hidrognio (H2); Um filtro de gs (C), tipo baghouse com sistema de auto-desobstruo, um grupo gerador (D) com sada trifsica e potncia eltrica variando de 13 a 40 kW. Os nveis de emisses esto na ordem de 3% de partculas em relao massa inicial de biomassa utilizada. Com a potncia instalada (80 kW) se pretende atender 130 unidades consumidoras residenciais e uma indstria para produo de polpa de aa. O sistema de secagem (E), equipado com um secador rotativo, modelo SER-075, com caractersticas tcnicas listadas na tabela 1. O secador, alm de utilizar calor residual (gases de escape do motor acoplado ao gerador de energia) tornando mais eficiente o processo global de gaseificao, ser equipado com uma fornalha de grelha fixa, possibilitando o uso alternativo do calor proveniente do processo de combusto de material lenhoso. Esta configurao possibilita, caso seja necessrio, direcionar o calor residual proveniente do processo de gaseificao para outra atividade que no seja a de secagem da biomassa.

Tabela 1: Caractersticas tcnicas do secador. TAMBOR VENTILADOR ELEVADOR CAPACIDADE

Motor TIPO HP RPM

HP R.P.M. HP litros m3 PESO LQ.

Kg VOLUME

m

SRE-075 3 2,5 a 3 3 1800 1 7500 7,5 2005 20,52 Fonte: PINHALENSE S/A MQUINAS AGRCOLAS, 2005

3. Processos produtivos

O aa, dentre outros produtos agrcolas tipicamente amaznicos, representa uma fonte de renda bastante significativa para os moradores das comunidades ribeirinhas atendidas pelo

E A B C D

1

2

3

LEGENDA A Reservatrio de biomassa B Gaseificador C Filtro de gs D Grupo motor/gerador E Sistema de secagem. 1 Plataforma de recebimento 2 Elevador 3 Secador rotativo 4 Fornalha de fogo direto

4

3

projeto. Essas comunidades extrativistas exploram o fruto, alm de desenvolverem outras atividades produtivas, que no se traduzem em rentabilidade capaz de atrair grandes investimentos para atendimento eltrico dessas reas. Diante deste cenrio, as aes desenvolvidas pelo projeto NERAM objetivam a ampliao da renda da populao, tornando-a competitiva, alm de gerar mais emprego e novas perspectivas de desenvolvimento scio-econmico. Na figura 3 consta um fluxograma do processo, cuja etapa referente ao beneficiamento do aa foi concebida com base em informaes de NOGUEIRA et al (2005).,Consta do fluxograma tambm a proporo da massa do fruto envolvida nas etapas, partindo da extrao da polpa.

Coleta do aa Transporte do aa Armazenamento dofruto

Recepo/Lavagem Seleo

Extrao dapolpa 100%

Homogenizao30%

Embalagem dapolpa 30%

Congelamento30%

Comercializaoda produo depolpa de aa

30%

Armazenagem54,8%

Secagem forada54,8%

Gaseificao do caroode aa 50,2%

Gerao de eletricidadee calor 47,2%

Comercializaode energia

eltrica47,2%

Coleta de lenha

Armazenagem

Combusto

Extrao da biomassa

Beneficiamento da biomassa

Gerao de energia

Produo de calor

Gs

que

nte

Caroo + C

asca +Fibra

Macerao

Fabricao deartesanato/ fibra

in-natura3,5%

Produo deRao animal/

Adubo14.6%

Atividades produtivas finais

Fibra

Lavagem com gua70%

Caroo + Fibra

Decantao15,2%

Secagem natural14,6%

Despejo0,6%

Sedimentos

Lquidosgua residual

Tratamento dos resduos

Figura 3: Fluxograma dos processos produtivos.

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Seguindo a disposio das atividades listadas na figura 3, tem-se inicialmente a etapa de extrao da biomassa, que consiste na coleta manual do aa. O colhedor do fruto do aaizeiro sobe no aaizeiro e retira os cachos. Ao descer, faz a separao manual dos frutos do cacho, e os armazena em cestos, paneiros, rasas ou caixas de plstico. A maior parte do aa coletada nas comunidades do Lago Cururu, com acesso fluvial a Comunidade do Parau, onde est sendo implantada pelo projeto NERAM uma agroindstria de polpa de aa. Em seguida, os recipientes so transportados manualmente at o ponto de embarque, de onde, em barcos de pequeno e mdio porte partem e realizam o transporte at o centro de beneficiamento. Sendo os frutos do aaizeiro muito perecveis, resistindo no mximo a 24 horas, aps a colheita, quando estocados sob temperatura ambiente (NOGUEIRA et al, 2005), importante que o transporte seja feito no menor tempo possvel, evitando o comprometimento da qualidade do produto. A etapa seguinte consiste no beneficiamento do aa em uma agroindstria, que possibilitar beneficiar a produo dos moradores de todas as comunidades circunvizinhas. O aa ao chegar agroindstria, armazenado com cuidado em prateleiras, para evitar esmagamentos, rompimento da casca e contaminao. A prxima etapa o beneficiamento do fruto, que inicia com a recepo ou pr-lavagem do material, onde as matrias estranhas e impurezas (terra, pedras, insetos, etc.) presentes so retiradas com a utilizao de jatos de gua, seguindo para a lavagem em tanque, com gua em bom estado sanitrio, de acordo com a Portaria no 518/GM (SADE, 2004), a uma soluo de cloro de 5 a 10 ppm. Aps alguns minutos, o fruto segue para o enxge em uma mesa de lavagem, equipada com sistema de circulao de gua. De posse do fruto limpo, ocorre a seleo manual em uma mesa de ao inox com tampo liso. De forma visual, so selecionados os frutos danificados e restos de matria orgnica (gravetos, folhas, etc) que no tenham sido retirados nas etapas de lavagem. A etapa seguinte contempla a macerao, onde os frutos so depositados em recipientes com gua temperatura adequada. Neste momento, h o amolecimento da casca e da polpa, com a finalidade de facilitar o processo de despolpamento. No despolpamento, utilizando mquinas despolpadeiras, separada a polpa, que representa aproximadamente 30% da massa do fruto, do caroo, fibras e restos da casca, sendo os ltimos, que representam 70%, reaproveitados. O processo de beneficiamento continua com a homogenizao da polpa que aps a extrao, sendo esta acondicionada no homogenizador para ser misturada e tornar-se um lquido de aspecto e sabor homogneo, passando em seguida para o envasamento semi-automtico. Esse envasamento se dar em material plstico (polietileno linear), submetido ou no a vcuo, conforme a qualidade final desejada no produto, sendo a polpa distribuda em diferentes propores, de acordo com a regulao do equipamento, e encaminhada para o congelamento de forma lenta, o que ocorrer em uma cmara frigorfica. Assim, se tem o primeiro produto polpa de aa - que ser comercializado diretamente nos mercados atacadistas e varejistas das cidades de Manacapuru (a cerca de duas horas de barco regional), e de Manaus (distante oito horas de barco). Com o intuito de agregar mais valor ao produto, as embalagens contero informaes que esclaream ao consumidor, que o produto amaznico, advindo de atividade que preserva o meio ambiente, utiliza energia alternativa, proporcionando a reduo de uso de combustveis fsseis, alm de contribuir para a incluso social de comunidades ribeirinhas, atravs da gerao de renda e desenvolvimento local. Isto tambm poder ser feito com certificaes (ex. Imaflora). Prosseguindo com o aproveitamento do caroo, fibras e restos da casca do processo de despolpamento, tem-se o tratamento dos resduos, que inicia com a lavagem do material por imerso em gua seguido de agitao e peneiramento, para que ocorra a separao dos caroos e fibras dos demais sedimentos. A parte lquida, que contem cerca de 15% da massa residual, canalizada para um decantador, que aps alguns minutos separa os sedimentos da gua, sendo 0,6% canalizado junto a gua para uma lagoa de estabilizao, onde aps o tempo de reteno necessrio para a diminuio da Demanda Bioqumica de Oxignio (DBO)

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dentro dos limites estabelecidos na Resoluo n0 357 (CONAMA, 2005), ser despejada no Rio Solimes. Os sedimentos, 14,6% do material, so secos naturalmente e armazenados em sacos de estopa, servindo de matria-prima para a atividade produtiva de rao animal e adubo. Os caroos e as fibras, que somam 54,8%, sero encaminhados para um armazm, protegidos de intempries, caracterizando com isso o incio do processo de gerao de energia e a primeira etapa da secagem do material (secagem natural). Posteriormente, de forma gradativa realizada a secagem forada, utilizando um secador rotativo SR-075, onde ocorre a reduo do teor de umidade do caroo a aproximadamente 10%, utilizando os gases provenientes dos motores da gerao, alm de contar com os gases quentes produzidos na etapa de produo de calor. Esta atividade compe-se da coleta de material lenhoso, disponibilizado na floresta e nas margens do rio, seguido do armazenamento em local protegido e seco, processamento para o ajuste da granulometria do material de acordo com os limites fsicos do forno e combusto, que consiste na queima da lenha para a produo do gs. O procedimento de secagem forada necessrio para que se obtenha melhor rendimento no processo de gaseificao. Tambm nesta etapa, ocorre a separao do caroo da fibra, que com a movimentao do equipamento se desprende e cai pelos orifcios externos em um coletor. A fibra, 3,5 % da massa do fruto, ensacada e destinada para a atividade produtiva de fabricao de peas de artesanato, criando uma nova fonte de renda para a comunidade, ou a venda direta in natura. Aps a secagem, o caroo seco (50,2%) encaminhado para o gaseificador. Neste ocorre inicialmente a combusto da biomassa caroo de aa, a uma temperatura de 9000C, liberando gs quente, que passa por um processo de limpeza e de resfriamento. Em seguida, o gs consumido em um motor de combusto interna acoplado a um gerador eltrico (grupo gerador), que por sua vez gera energia eltrica, a um rendimento de 0,96 kg/kW, e gs quente, finalizando as propores do aa envolvido no processo, de acordo com a figura 4.

Propores do aa

4% 1%

30%

46%

4%15%

Perdas

Despejo

Extrao da polpa de aa

Produo de energia eltrica

Artesanato/ Fibra in-natura

Produo de rao animal/adubo

Figura 4: Propores em massa do aa envolvido no processo.

Toda produo de energia eltrica dar suporte a atividade produtiva de comercializao de energia eltrica, que atravs da Cooperativa Energtica e Agro-extrativista Rainha do Aa CEARA, a comunidade vender a energia para a Companhia Energtica do Amazonas CEAM, concessionria responsvel pelo suprimento eltrico na regio, que ser a responsvel pela distribuio e comercializao da energia eltrica para os consumidores finais. A Cooperativa Energtica e Agro-extrativista Rainha do Aa CEARA foi constituda pelo grupo do projeto NERAM, tendo como cooperados moradores de todas as comunidades na rea de abrangncia do projeto. Caber a CEARA a coordenao de todas as atividades produtivas e de comercializao desenvolvidas, no somente restringindo-se s atividades

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acima descritas, mas atuando como elo entre os produtores e o mercado, valorizando a produo local, buscando apoio tcnico, quando necessrio, e novas alternativas de gerao de renda.

4. Palavras chaves Gerao Distribuda, Fontes alternativas, Biomassa local, Aa.

5. Consideraes finais Apesar do trabalho de avaliao e planejamento j realizado, os processo de beneficiamento e e tratamento dos resduos do aa, quando da sua fase de implantao, passaro por um perodo de avaliao e ajustes, buscando o maior equilbrio entre os processos em questo. A agroindstria inicialmente ser equipada com o instrumental bsico, para se ter um produto de qualidade, e ter como metas a aquisio de novos equipamentos, como por exemplo o pasteurizador, que aumenta a conservao do alimento. oportuno destacar que todos os procedimentos esto sendo adotados para a legalizao do produto junto ao Ministrio da Agricultura. Referente s etapas de secagem, sero testadas novas opes de secagem natural, a exemplo da utilizada no armazenamento da castanha-do-brasil (SIMES, 2004), que auxiliar na conservao e secagem do caroo de aa, reduzindo o tempo da secagem forada. O projeto em questo busca, adaptando tecnologia a potencialidade energtica local, desenvolver um modelo de gesto pautado no uso sustentvel dos recursos e ainda no arcabouo regulatrio vigente no Brasil. Alm disso, constituir em exemplo de sucesso de eletrificao e desenvolvimento local a ser replicado para outras localidades, observada certas condicionantes. Referncias [1] CONAMA CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE; Resoluo n0 357, de 17 de Maro de 2005. [2] NOGUEIRA, O.L. et. al.; Sistema de Produo do Aa; Embrapa Amaznia Oriental; Sistemas de Produo; Num. 04; ISSN1809-4325 Verso Eletrnica; Belm, PA; Dezembro, 2005. [3] SADE MINISTRIO DA SADE; Portaria no 518/GM de 24 de Maro de 2004. [4] SIMES, A.V.; Cartilha do coletor: boas prticas de manejo; Programa Castanha do Brasil; 2 Edio; Manaus,AM; 2004. [5] PINHALENSE S/A MQUINAS AGRCOLAS; Catlogo comercial; 2005. [6] ROCHA, B.R.P.; SILVA, I.M.O. Energia para o desenvolvimento sustentvel da Amaznia; In: ALex Fiuza de Melo. (Org.); O futuro da Amaznia: Dilemas, oportunidades e desafios no limiar do sculo XXI; 01 ed.; v. 01; p. 35-43; Brasilia, 2003. [7] SOUZA, R.C.R. e SANTOS, E.C.S.; Incentivos ao Uso de Biomassa para Gerao de Eletricidade na Amaznia; III Congresso Brasileiro de Regulao de Servios Pblicos Concedidos - ABAR. Gramado-RS; Maio, 2003. [8] TORTORELLO, L.M. e GOUVA, M.R.; Zoneamento Scio-econmico-ecolgico como Instrumento de Apoio a Regulao da Energia Eltrica; III Congresso Brasileiro de Regulao de Servios Pblicos Concedidos ABAR; Gramado-RS; Maio, 2003.

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1. Introduo2. O processo de gerao de eletricidade3. Processos produtivos4. Palavras chaves5. Consideraes finaisReferncias