BIOMASSA DE BABAÇU NO BRASIL

Marcos Alexandre TeixeiraDepartamento de Energia - FEM- UNICAMP

mteixeira@fem.unicamp.br. - www.fem.unicamp.br/~mteixeiraCEP: 13081 - 970 Campinas - SP - Brasil - Fax: (019) 289 3722

RESUMO

O presente trabalho caracterizou aBiomassa do Babaçu em âmbito nacional, tanto emtermos quantitativos (disponibilidade) quantoqualitativos. A análise quantitativa considerou 3cenários: correspondente à quantidade de castanhasproduzidas atualmente (potencial economicamentedisponível), o correspondente à produção atual esistema de coleta otimizado (melhoria do sistema decoleta e transporte), e simulação do uso de todopotencial de extração de Babaçu em territórionacional (sem exploração agrícola racional e semconsiderações de ordem econômica). Os resultadosindicam potenciais de 1,67; 4,17 e 10,59 milhões detoneladas por ano, respectivamente. No âmbitoqualitativo foram reunidas informações para o usoenergético dos frutos dessa palmeira, tanto deliteratura quanto de ensaios de laboratório. Os dadosde literatura apresentaram um descompasso emrelação ao atual estado da arte no aproveitamento debiomassa, a exemplo da não distinção entre PoderCalorífico Superior e Inferior (sem a identificação daumidade de referência). Os elementos constituintesdo babaçu mostraram potenciais equivalentes aos deoutras biomassas, como eucalipto e cana-de-açúcar,porém, recomenda-se diferentes usos dos elementosconstituintes do fruto. Com o Epicarpo (casca) deve-se priorizar a queima em caldeiras; o Endocarpo(parte lenhosa) serve tanto para a queima quantopara a carbonização; e o Mesocarpo e as castanhas(elevado % de voláteis) não devem ser carbonizados.Os dados nos levam a condenar a prática decarbonização integral do fruto.O trabalho incluitambém dados focados no manuseio eprocessamento dos frutos para dimensionamento deplantas processadoras e servem de base para futuraspesquisas.

ABSTRACT

This paper described the biomass based onBabassu Palm within Brazilian territory not just interms of quantity as well as characteristics. In the

availability analysis, were consider 3 scenarios:corresponding to the amount of nuts produced now adays, corresponding to an optimized collectingsystem and a simulation considering all nationalterritory. The results pointed 1.67; 4.17 and 10.59tones per year respectively. In the qualitative sensewere gathered information regarding the energeticuse of the fruits of this palm. The literature wasoutdated with the recent advances in biomass use,i.e. the lack of distinction on Superior and InferiorCalorific Power (without no moisture indication).The component of the fruit pointed out equivalentpotential to others biomass as Eucalyptus and sugarcane, but is recommended to use each componentdifferently. With the Epicarp (peel) must should beburned in boilers, the Endocarp (wood part) can beused for burning as well as for charcoal making; theMesocarp (starch flour) and the nuts (high volatilepercentage) shouldn't be carbonized. Theinformation gathered leads us to condemn thecarbonization of the entire fruit. The paper alsoincludes data focus in the manipulation of the fruits,in order to design processing plants and base forfuture researches.

INTRODUÇÃO

Muito embora o extrativismo da palmeirado Babaçu seja uma atividade secular no territóriobrasileiro, sendo pública e notória sua vocação comouma fonte de alimentos, material para construção decasas e energia (já utilizada pelas populaçõessilvícolas desde antes do descobrimento), é tambémnotável a falta de trabalhos técnicos que enfoquem ouso energético dos frutos dessa palmácea, deocorrência indiscriminada no estados do Maranhão,Piauí, Tocantins e Mato Grosso.

Por ocasião das crises mundiais dopetróleo, o Governo Federal chegou a considerar ouso energético dessa biomassa. Em função disso,muitos trabalhos foram produzidos, os quaisapresentavam números questionáveis dedisponibilidade e de potencial de produção de

álcool, carvão, amido, geração de energia em ciclosa vapor, etc.

Passados os anos, ficou evidente a opçãobrasileira pela cana-de-açúcar, tendo ocorridopesados investimentos nessa área, o queconseqüentemente gerou uma grande competênciano uso de biomassa com fins energéticos pelo Brasil.

Em paralelo, muito pouco ou quase nadamudou com relação ao Babaçu e ao complexoindustrial extrator de óleo, assim como ao sistema defornecimento de matéria prima.

No presente trabalho, foram aplicadasalgumas das técnicas de análise de biomassa que setornaram práticas correntes para a cana-de-açúcar(por exemplo), nos componentes do fruto doBabaçu.

Neste esforço foram realizados pesquisabibliográfica e ensaios experimentais, tendo sidodeterminados parâmetros tais como:1. Poder Calorífico Superior;2. Poder Calorífico Inferior;3. Valores de densidade real e aparente; e4. Análise Imediata.

Muitos desses parâmetros obtidos referem-se às características do ponto de vista puramenteenergético e outras estão mais relacionadas aotratamento desses frutos do ponto de vista agrícola.

Outra necessidade é a obtenção deinformações sobre a disponibilidade e distribuiçãogeográfica referente ao recurso a ser explorado. Istoé especialmente válido no caso de recursos com baseem sistemas agrícolas, uma vez que podem variarem função de fatores climáticos, de solo, ano a ano,safra a safra. O Babaçu não é uma exceção.

Para estimar esta disponibilidade, estetrabalho quantificou a disponibilidade de matériaprima (biomassa), com base nessa palmácea(gêneros Orgbnya e Attalea), dentro do territórioBrasileiro, considerando-se 3 diferentes cenários deprodução:1. Cenário A - potencial de frutos economicamente

disponíveis;2. Cenário B - potencia atual com otimização do

sistema de coleta; e3. Cenário C - potencial nacional da produção de

Babaçu, desconsiderando plantação sistêmica,somente coleta e agro extrativismo.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

O Babaçu é uma palmeira brasileira degrande porte (até 20 m), de tronco cilíndrico e copaem formato de taça. O fruto é uma drupa comelevado número de frutos por cacho, sendo estes emnúmero de 4 (habitat natural), que varia de 15 a 25.Os frutos são em formato elipsoidal, mais ou menoscilíndricos, pesando de 90 a 280 g. Este frutoapresenta: epicarpo (camada mais externa e bastanterija), mesocarpo (com 0,5 a 1,0 cm e rico emamido), endocarpo (rijo, de 2 a 3 cm) e amêndoas

(de 3 a 4 por fruto, com 2,5 a 6 cm de comprimentoe 1 a 2cm de largura). Um esquema geral do frutopode ser visto na Figura 1. A safra vai de Setembro aMarço (VIVACQUA FILHO, 1968).

Figura 1: Cortes: transversal (a) e longitudinal (b). Componentes:epicarpo (a), mesocarpo (b), endocarpo (c) e amêndoa (c). Fonte:EMMERICH (1987).

Os principais produtos comerciais extraídosdo Babaçu são o óleo (extraído da castanha) e a torta(porque resulta do processo de extração do óleo).Este óleo representa 7% do peso total do fruto. Emnúmeros, o Babaçu emprega 2 milhões de pessoas(safra de 1984), cobre 14,5 milhões de hectares,produzindo 4 milhões de t/ano, aproximadamente30% da produção de extrativos (excluindo madeira,1975 a 1977), com um potencial estimado de 15milhões de t/ano (EMBRAPA, 1984).

Existem poucos trabalhos mencionando opoder calorífico dos componentes do fruto dobabaçu e os valores disponíveis variam de regiãopara região, de acordo com o solo, clima, espécie,etc. Além disso, em relação a estes númerosfornecidos pelos autores, não foi localizada, até omomento, qualquer referência sobre qual o podercalorífico utilizado (superior ou inferior).

Na década de 70 houve muitos estudos queprocuraram quantificar o potencial de uso energéticodo Babaçu, normalmente com base em sistemascomplexos, com o objetivo de produção de váriossubprodutos, como carvão, álcool, alcatrão, óleo,sabão, etc. Um exemplo do tipo de sistemaprodutivo proposto pode ser visto na figura 2;sistema de ANDERSON et alii, (1991).

Na obra de TILLMAN (1991), assim comona antológica obra de Hildo Pera (PERA, 1966),podem ser encontradas as principais característicasdos combustíveis sólidos e seus reflexos no projeto edimensionamento de caldeiras, como parteintegrante de sistemas de geração de potência emciclos de vapor, no que se refere a biomassa, éimportante ressaltar as principais características deinteresse, expostas por GAUR & REED (1998):1. Densidade, para poder calcular volumes de

armazenagem e carga nos transportadores;2. Poder calorífico superior e inferior, para saber

com exatidão o potencial calorífico do material,sendo que o superior representa a máximaquantidade de calor presente no material porunidade de massa, e o inferior, o valor do

primeiro descontando a energia necessária paraevaporar a água presente;

3. Análise Imediata, que tem como objetivocalcular as porcentagens de cinzas, carbono fixoe Volátil na amostra.

Figura 2: Componentes e subprodutos potenciais do coco babaçu,segundo estudos dos anos 70; em sistemas conjugados, alimentos,energia e múltiplos subprodutos (ANDERSON, et alii, 1991).

MATERIAL E MÉTODO

Para o cálculo da disponibilidade debiomassa no setor, foram utilizados os dados desafras agrícolas contidos nos anuários do IBGE ediversas outras fontes, tais como mapas de aptidãoagrícola (MIC/STI, 1982).

No levantamento, procurou-se determinar adisponibilidade da palmácea estudada, bem comosuas características, tanto em termos físicos comodistribuição geográfica.

Para a obtenção dos potenciais, foramanalisados três cenários possíveis de disponibilidade:1. Cenário A - disponibilidade de biomassa

correspondente à quantidade de castanhasproduzidas (reflete o potencial de frutoseconomicamente disponíveis);

2. Cenário B - Disponibilidade de biomassacorrespondente à produção atual e sistema decoleta, maximizando toda biomassa possível(melhoria do sistema de coleta e transporte dematéria prima); e

3. Cenário C - Simulação de uso de todo opotencial de produção de Babaçu em territórionacional (cenário mais otimista, semconsiderações de ordem econômica, somentepotencial total para exploração agro-extrativista- ou seja, sem considerar plantaçõesestruturadas, somente reservas naturaisexistentes).

Para a Caracterização da Biomassa, foramutilizados frutos de Babaçu segregados em seusprincipais componentes, sendo que as análises foramconduzidas de forma a se obter as características

mais representativas em relação ao uso, em acordocom o uso proposto para cada um deles.

De forma a determinar os diferentesparâmetros, as metodologias abaixo descritas, assimcomo outras práticas de laboratório cabíveis, foramutilizadas na medida de sua aplicabilidade:1. Poder Calorífico Superior e Inferior - Para a

determinação do poder calorífico superior einferior, foi utilizada uma bomba calorimétricaisotérmica, adotando o procedimento descrito nanorma ASTM D 270-33 (MESSERSMITH et.al., 1956).

2. Densidade aparente e real - Parâmetrofacilmente mensurável. Utilizou-se derecipientes com volume conhecido, que foramcompletados com o material amostrado epesados. Com a razão entre volume por massapode ser calculada a densidade que, quando nãose desconta o volume ocupado pelo ar, diz-sedensidade aparente, e quando este desconto éfeito, densidade real

3. Análise Imediata - Para esta determinação foiutilizada metodologia dominada pelo setor debiomassa, seguindo o procedimento da normaASTM (D-3172 a D-3175). A análise imediataprocura representar o comportamento domaterial combustível durante a queima, bastanterelacionado com os parâmetros cinéticos dacombustão e necessários para o corretodimensionamento de caldeiras e trocadores decalor.

RESULTADOS

DISPONIBILIDADE

Cenário 1Tomando como base os dados de produção

disponibilizados pelo IBGE, vemos que a produçãode castanhas de Babaçu tem declinado ao longo dosanos, como pode ser visto no gráfico da Figura 3,abaixo.

Produção de Amendoas Brasil

0

50.000

100.000

150.000

200.000

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

Anos

Ton

Cas

tanh

as a

no

Brasil Nordeste Norte

Figura 3: Quantidade de castanhas produzidas em toneladas porano, com as duas principais regiões produtoras em destaque -Nordeste e Norte. As demais regiões não são representativas.Fonte IBGE/SIDRA (2002).

Baseados neste senso, a produção decastanhas por estado, com os seus correspondentessub-produtos, pode ser vista na Tabela 2 abaixo,

com dados da safra de 2000. Por motivos óbvios,foram excluídos os estados que não apresentamprodução.

Tabela 1: Disponibilidade de biomassa por estado, segundocenário 1 deste estudo. Fonte IBGE/SIDRA 2002.

Toneladas por anoEstado EpicarpoMesocarpoEndocarpoAmêndoa TotalAmazonas 2 3 8 1 14Pará 30 62 160 19 271Ceará 654 1.367 3.506 416 5.943Bahia 696 1.456 3.734 443 6.329Tocantins 3.069 6.417 16.461 1.953 27.900Piauí 9.449 19.757 50.681 6.013 85.900Maranhão 169.782 354.998 910.648 108.043 1.543.471Total 183.681 384.061 985.199 116.888 1.669.829

Cenário 2

Para o cálculo da disponibilidade docenário 2, foram considerados os dados do cenário 1,com modificações concernentes à metodologia decoleta, incrementando o percentual de coleta defrutos dos atuais 26% para 65 % (MAY, 1999).

O resultado pode ser visto da Tabela 2,abaixo, baseada nos dados da safra de 2000,excluindo os estados sem produção de castanhas.

Tabela 2: Disponibilidade de biomassa por estado, segundocenário 2 deste estudo.Fonte IBGE/SIDRA (2002) & .AMARAL FILHO (1999).

Toneladas por anoEstado EpicarpoMesocarpoEndocarpo Amêndoa TotalAmazonas 4 8 21 3 36Pará 75 156 400 48 679Ceará 1.634 3.417 8.766 1.040 14.857Bahia 1.740 3.639 9.335 1.108 15.821Tocantins 7.673 16.043 41.153 4.883 69.750Piauí 23.623 49.393 126.703 15.033 214.750Maranhão 424.455 887.496 2.276.620 270.108 3.858.679Total 459.203 960.151 2.462.997 292.220 4.174.571

Figura 4: Sistema de transporte proposto por Luiz Amaral, comuso de Big Bags (MAY, 1999).

O sistema de coleta descrito em MAY(1999) foi proposto por Luiz Amaral e consiste na

coleta dos frutos e seu transporte com uso de jacássobre mulas até a margem da estrada mais próxima,onde são transladados para "Big Bags" de 750 kgcada. Com o uso de um caminhão com munck(braço hidráulico articulado), estes são recolhidos eencaminhados para o uso final, Figura 4. No caso, oprojeto desenvolvido visava a produção de carvão deBabaçu com uso do fruto inteiro.

Cenário 3

Para o cálculo do volume de biomassareferente a este cenário foi necessário estimar a áreatotal adequada ao plantio e desenvolvimento doBabaçu. Um primeiro passo foi identificar a unidadeedafoclimática adequada, de forma que, utilizandodados da Embrapa (EMBRAPA, 1984), para oBabaçu, temos:1. Insolação mínima de 2400 horas anuais ou

radiação total mensal de 360 cal / m2;2. Evapotranspiração no trimestre seco não

superior a 280 mm. Corresponde à Setembro -Outubro - Novembro, porém, se a acima doparalelo 3° Sul, desloca-se para Junho - Julho -Agosto. Na região Central, concentra-se nosmeses de Julho - Agosto - Setembro;

3. Precipitação anual não inferior a 1700 mm;4. Umidade suficiente na área das raízes, no

período de maior deficiência (3 meses maissecos), não deve passar de 400 mm;

5. Ventos abaixo de 3 m/s; e6. Preferência por vales orientados L - O para

maximizar umidade e horas de insolação.Na obra utilizada não foi encontrada

referência ao tipo de textura de solo mais adequada.Entretanto, MIC/STI (1982) associa a ocorrência deBabaçu com solos de unidade latosolos vermelho-amarelo, textura média argilosa e relevo plano esuave ondulado, assim como podzólicos vermelho-amarelo, textura média argilosa e relevo ondulado aforte ondulado. Neste trabalho, procuramosdeterminar as áreas de ocorrência dessa palmácea, oque nos levou ao resultado apresentado no mapa daFigura 5 (MIC/STI, 1982).

Figura 5: Disposição geral das áreas de ocorrência do Babaçu(MIC/STI, 1982).

Nos estados de Mato Grosso e Goiás adensidade dos cocais é menor, com menorhomogeneidade (áreas de cocais mais antigos),maior disputa por luz e nutrientes econseqüentemente menor produtividade. Pode seradmitida uma produtividade média de 1,6891 ton. decocos por ha, ao ano.

De forma que, para o cenário 3, adota-se:1. Percentual de coleta - 26 % da

produtividade;2. Produtividade - de 1.6891 ton. / ha / ano;3. Área edafologicamente disponível - de

2.738.900 ha (alto potencial) e 6.830.600ha (médio potencial), perfazendo um totalde 9.569.500 de ha aptos à produção.Assim sendo, estima-se um potencial de

10.591.561,3 de toneladas anuais para o territóriobrasileiro.

Caracterização

Quando se considera o Babaçu comoinsumo para um sistema energético baseado embiomassa, é necessário que sejam evitadas algumasdas problemáticas já identificadas em tentativasanteriores de industrialização do fruto.

No atual sistema de fornecimento, o fruto équebrado manualmente, resultando nos subprodutosmostrados na Figura 7 abaixo. Como pode serobservada, a fração resultante é bastante irregularese sem a possibilidade de adoção de sistemasmecânicos de processamento.

Com a análise do histórico dos casosanteriores de industrialização total do fruto, ficaclaro que um dos grandes problemas enfrentados foio fornecimento de matéria prima para a indústria,como identificado no relatório do Grupo Pensa(GRUPO PENSA, 2000) e discutido em TEIXEIRA(2001).

Figura 6: Resultado do processamento manual do fruto,mostrando quebra inicial e posterior separação do epicarpo.

Neste sentido, para o trabalho decaracterização, foram escolhidos materiais que maisse aproximassem daqueles que possivelmente seriamutilizados em um sistema de pré-processamento dabiomassa em escala industrial, ou mesmo semi-industrial.

Material analisado

Para as análises, cujos resultados seguemabaixo (à exceção dos dados onde consta areferência bibliográfica), foram utilizados materiaisdas seguintes fontes:1. Epicarpo - obtido dos frutos doados pelo Eng.

Ricardo Nogueira Costa, da CosimaSiderúrgica;

2. Mesocarpo - Farinha de Mesocarpo de Babaçuproduzida pela Associação da Doutrina Cristã.

3. Endocarpo - Fornecido pelo Sr. José MárioFerro Frazão 1. Material obtido pelo sistemautilizado no Projeto Quebra Coco: AlternativasEconômicas para Agricultura FamiliarAssentada em Áreas de Ecossistemas deBabaçuais (FRAZÃO, 2001); e

4. Castanhas - Material enviado pelo Srs. ClineuCesar Coelho Filho e Arnaldo Lopes da Silveira2. Lote de castanhas de qualidade comercial,sem pré-seleção ou pré tratamento (obtençãopor quebra manual).

Epicarpo

Segue abaixo quadro sinótico (Tabela 3)reunindo as principais características obtidas nosensaios realizados com o Epicarpo.

Tabela 3: Dados obtidos com o Epicarpo analisado.

Característica Valor Erro + -Análise ImediataVoláteis 88,16% 1,51%Carbono Fixo 9,62% 0,13%Cinzas 2,22% 0,01%PCS [kJ / kg] 21.724 0,05 %PCI [kJ / kg] 11,3 %Umidade 21.470 0,05 %

Mesocarpo

Segue abaixo quadro sinótico (Tabela 4)reunindo as principais características obtidas nosensaios realizados com o Mesocarpo.

1 Sr. José Mário Frazão - EMBRAPA - MA, Cidadede Itapecuru (jmfrazao@uol.com.br).2 Gerência de Planejamento - Governo do Estado doMaranhão. Contatos: Sr. Clineu Cesar Coelho Filho(clineu@geplan.ma.gov.br) e Sr. Arnaldo Lopes daSilveira (arnaldo@geplan.ma.gov.br).

Tabela 4: Dados obtidos com o Mesocarpo analisado.

Característica Valor Erro + -Densidade Aparente [kg/ m3] 582 5,15%Análise ImediataVoláteis 94,62% 0,92%Carbono Fixo 4,66% 0,05%Cinzas 0,88% 0,001PCS [kJ / kg] 15.522 30 %PCI [kJ / kg] 15,3 % Umidade 15.177 30 %

Dados de Literatura

No trabalho de PEIXOTO (1973) é possívelencontrar referência à composição da Farinha demesocarpo, que varia em função da origem (bastantecompreensível, dado o processo rudimentar deextração com pilão), cujos dados reproduzimos naTabela 5 abaixo.

Tabela 5: Composição da Farinha de Babaçu (PEIXOTO, 1973).

Origem [% composição]Componente Tocantins MaranhãoÁgua 17,00 16,30Amido 63,75 71,29Material Nitrogenado 3,12 3,19Matérias Graxas 1,05 4,87Açúcares e Dextrinas 0,00 0,80Celulose 2,05 0,03Cinzas 1,20 1,20Indeterminados 11,38 0,30

Endocarpo

Segue abaixo quadro sinótico (Tabela 6)reunindo as principais características obtidas nosensaios realizados com o Endocarpo.

Tabela 6: Dados de obtidos do Endocarpo analisado.

Característica Valor Erro + -Densidade Aparente [kg/ m3] 506 2,21%Densidade Real [kg/ m3] 1.360,09 1,71%Análise ImediataVoláteis 83,40% 3,87%Carbono Fixo 15,16% 0,64%Cinzas 1,71% 0,01%PCS [kJ / kg] 22.698 9 %PCI [kJ / kg] 12,6 % Umidade 22.414 9 %

Como parte dos ensaios, foi feita umaanálise granulométrica utilizando um conjunto depeneiras em vibrador padrão. Os resultados podemser vistos na Tabela 7 abaixo.

Tabela 7: Percentuais de retenção nas peneiras do ensaio deGranulometria, para Endocarpo.

Peneira [mm] Média Desvio Padrão Erro +50,8 0,0% 0,0% 0,0%38,1 13,8% 22,0% 3,0%25,4 43,1% 19,9% 8,5%19,1 34,5% 8,4% 2,9%12,7 8,5% 5,1% 0,4%

Fundo 0,1% 0,2% 0,0%Total 100,0% 0,1% 0,1%

Dados de Literatura

Temos, também no caso do Endocarpo,poucos dados disponíveis na literatura paracomparação. Foram encontrados somente opercentual de cinzas - 1,94 % e densidade real -1,085 g/cm3 (SILVA et. al., 1986).

Além disso, ainda em SILVA et. al. (1986),é apresentada uma distribuição de componentescomo segue: Liginina 27,90 %; Extrativos 7,80 % eHocelulose 64,3 %

Castanha

Segue abaixo quadro sinótico (Tabela 8)reunindo as principais características obtidas nosensaios realizados com as Castanhas.

Tabela 8: Dados obtidos das Castanhas analisadas.

Característica Valor Erro + -Densidade Ap. [kg/ m3] 564 6,58%Densidade Real [kg/ m3] 1.022,18 5,21%Análise ImediataVoláteis 93,78% 0,39%Carbono Fixo 4,53% 0,02%Cinzas 1,69% 0,001%

Em relação ao lote de castanhas utilizadonos ensaios, foi observada uma forte correlaçãoentre densidade e quantidade de castanhasdefeituosas (ou seja, quebradas, em decomposiçãoou atacadas por pragas), resultando no gráfico daFigura 7 abaixo:

Densidade por % de Castanhas defeituosas

560

570

580

590

600

0% 23% 40% 47% 52% 67% 82% 90% 100%

% de castanhas defeituosas

Den

sid

ade

[kg

/m3]

Figura 7: comportamento da densidade com relação ao percentualde castanhas defeituosas.

Como parte dos ensaios, foi feita umaanálise granulométrica, utilizando conjunto depeneiras em vibrador padrão. Os resultados podemser vistos na Tabela 9 abaixo.

Tabela 9: Percentuais de retenção nas peneiras do ensaio deGranulometria, para Castanhas.

Peneira [mm] Média Desvio Padrão Erro19,1 0,0% 0,0% 0,0%12,7 62,6% 5,7% 3,6%4,76 37,4% 5,7% 2,2%

Fundo 0,0% 0,0% 0,0%Total 100,0% 0,0% 0,0%

Dados de Literatura

Na obra de GONSALVES (1955) épossível encontrar os dados para análise química daamêndoa, resumida na Tabela 10.

Tabela 10: Análise química das amêndoas (GONSALVES, 1955).

Componente PercentualÁgua 13,220Óleo 66,750Proteína 2,612Substâncias nitrogenadas 0,885Sacarose/ hidratos de carbono 2,500Celulose (fibras) 2,500Sais Minerais 0,780

Outros Dados

Em função da não disponibilidade dematerial in-natura (frutos inteiros) para a análise dospercentuais de composição do fruto, foi feita umarevisão de literatura, reunindo os diferentes valoresencontrados nas Tabelas 11 e 12.

Tabela 11: Composição percentual dos constituintes do fruto(Fonte / Percentuais de cada Componente).

VivacquaFilho (1968)

Comp.Abreu(1940)

Gonsalves(1955) Padrão + Prod

Epicarpo 11 12,6 + 0,5 11,0 13,6Mesocarpo 23 22,3 + 1,14 23,0 21,2Endocarpo 57 57,3 + 5,4 59,0 56,5Amêndoa 9 7,6 + 0,3 7,0 8,7Óleo - 0,05 - - -Total 100 - 100 100

Tabela 12: Composição percentual dos constituintes do fruto(Fonte / Percentuais de cada Componente).

ComponenteVivacqua Filho

(1881)Amaral Filho

(1990)Epicarpo 12 11Mesocarpo 20 23Endocarpo 63 59Amêndoa 7 7Total 102 100

DISCUSSÃO

DISPONIBILIDADE

Tomando como base os dados da MatrizEnergética Nacional - BEN 2000 (MME, 2000) - efazendo uma média da produção de biomassa noterritório nacional para dos 3 últimos anos, épossível realizar uma análise comparativa com osvolumes de disponibilidade de biomassa de Babaçuobtidos para cada um dos 3 cenários pesquisados. Osresultados desta comparação podem ser vistos naTabela 13 .

Nesta comparação, chega-se à conclusão deque o volume de biomassa de Babaçu pouco tem aacrescentar à Matriz Energética nacional; não sendocapaz de incrementar a produção total anual debiomassa, em toneladas por ano, nem mesmo em5%.

Tabela 13: Comparação entre potencial de produção de biomassade Babaçu e demais fontes de biomassas energéticas presentes naMatriz Energética Brasileira.

Produto Toneladas / anoPercentual

do total [%]BabaçuCenário 1 1.168.880 0,8Cenário 2 2.922.200 1,9Cenário 3 7.414.093 4,8Lenha 69.332.333 45,8Bagaço de Cana 82.177.667 54,2

Entretanto, é conveniente lembrar que agrande maioria desta biomassa - Cana de Açúcar eLenha - se concentra na região Sudeste, nos estadosde Minas - Lenha - e São Paulo, e em oposição, opotencial do Babaçu se concentra nos estados doNorte / Nordeste (Maranhão, Piauí e Tocantins).

Um outro aspecto é o ganho conseguidoentre os diferentes cenários, com a otimização dosistema de coleta (do cenário 1 para o cenário 2) ecom o aumento da área de coleta (do cenário 2 parao cenário 3). Observando o Cenário 1 como base,notamos um incremento de 150 % para o Cenário 2e de 530 % para o Cenário 3. Estes dados mostramque para um maior aproveitamento do potencial degeração de biomassa energética com base noBabaçu, a melhor forma de ação é dirigir os esforços

para ao sistema coletor/ produtor de Matéria Prima,segundo conclusões de TEIXEIRA (2001). Nessetrabalho, fica evidente que o ponto fraco da cadeiade produção de óleo de Babaçu é justamente osistema de fornecimento de Matéria Prima para asindústrias, análise esta corroborada pelo trabalho deAMARAL FILHO (1990).

PROPRIEDADES

A primeira comparação analítica a ser feitaé em relação ao comportamento cinético da queimados constituintes do fruto, utilizando os resultadosda Análise Imediata; como pode ser visto na Tabela14, comparando-se os valores obtidos com dados deoutras biomassas, relacionados na obra de CORTEZ& LORA (1997).

Tabela 14: Quadro comparativo dos valores de Análise Imediatade outras biomassas (CORTEZ & LORA, 1997).

Análise Imediata [%]Material Voláteis Fixo CinzasEucalipto 81,42 17,82 0,79Bagaço de Cana 73,78 14,95 11,27Casca de Coco 67,95 23,80 8,25Palha de arroz 65,47 16,67 17,89Epicarpo 88,16 9,62 2,22Mesocarpo 94,62 4,66 0,88Endocarpo 83,40 15,16 1,71

Analisando os resultados, conclui-se que os4 componentes que constituem o fruto apresentamcomportamentos de queima bastante distintos entresi., sendo possível observar que:1. Epicarpo - com o mais elevado conteúdo de

cinzas (porém dentro da faixa de variação parabiomassa) e elevado percentual de voláteis (8%a mais do que o eucalipto e 19 % a mais do queda cana de açúcar);

2. Mesocarpo - menor índice de cinzas (abaixo de1%), porém com o mais elevado percentual devoláteis (16 % a mais que o eucalipto e 28 %superior à cana-de-açúcar). Este componente ,apresenta uma queima bastante rápida, comrápida liberação da fração Volátil restandopouca cinza, indicando baixo rendimento paracarbonização;

3. Endocarpo - mediano teor de cinzas (dentro dafaixa de 2 % esperado para biomassa) e o maiorpercentual de carbono fixo dentre oscomponentes do fruto (1,5 % a mais do que acana-de-açúcar, porém 15 % a menos do que oeucalipto). Estas características desse materialreforçam sua tradição de bom material parafabricação de carvão. Comparando com osoutros componentes do fruto, apresenta umaqueima mais lenta, produzindo pequenaquantidade de cinzas; e

4. Castanha - comportamento bastante similar aomesocarpo (farinha), com alto percentual devoláteis e pequeno de cinzas.

Por meio destes dados, fica difícilpreconizar o uso de uma mesma metodologia paraaproveitamento energético dos diferentescomponentes do fruto do Babaçu. Agregados em ummesmo fruto vemos 3 tipos distintos decombustíveis, com comportamentos diferentes decinética de queima:1. Epicarpo (casca) - maior percentual de cinzas,

menor densidade e médias concentrações notocante à carbono fixo e voláteis;

2. Mesocarpo e Castanhas - elevado percentual devoláteis (acima de 92%) e baixo percentual decinzas; e

3. Mesocarpo - maior percentual de carbono fixo(acima de 14 %) aliado a baixo teor de cinzas.

Em se tratando do Poder CaloríficoInferior, para possibilitar uma análise histórica dosdados encontrados na literatura, foram agrupadosnas Tabelas 15 e 16 os dados de Poder CaloríficoInferior e os valores obtidos em laboratório para osmateriais analisados.

Tabela 15: Valores do Poder Calorífico Inferior dos componentesdo babaçu encontrados nas fontes pesquisadas em comparaçãoaos dados obtidos.

Fonte / Poder Cal. [kJ/kg]Abreu(1940)

Gonsalves(1955)

Vivacqua Filho(1968)

Epicarpo 17.375 - 18.045Mesocarpo 15.072 - 16.202Endocarpo 17.584 17.584 18.589Amêndoa 29.307 - -Total 18.036 - 18.840

Tabela 16: Valores do Poder Calorífico Inferior dos componentesdo babaçu encontrados nas fontes pesquisadas em comparaçãoaos dados obtidos.

Fonte / Poder Cal. [kJ/kg]Vivacqua

Filho(1881)

EnsaioUmidade

[%]Erro +

[%]

Epicarpo 1.256 19.011 11,3 5,1Mesocarpo 10.048 12.795 15,3 30Endocarpo 19.510 19.557 12,6 9,3Amêndoa 25.330 - - -Total 17.584 16.573 - -

Quanto ao Poder Calorífico Superior, naTabela 17 podem ser vistos valores para diferentesbiomassas (CORTEZ & LORA, 1997).

Tabela 17: Valores do Poder Calorífico Superior para diferentesbiomassas (CORTEZ E LORA, 1997).

Material PCS [kJ/kg]Epicarpo 21.724Mesocarpo 15.522Endocarpo 22.698Eucalipto * 19.420Bagaço de Cana * 17.330Casca de Arroz * 16.140Casca de Coco * 19.040

* CORTEZ & LORA (1997)

CONCLUSÕES

Com a análise do potencial dedisponibilidade realizado neste trabalho, fica claroque o Babaçu, como fonte energética, pouco tem aoferecer em âmbito nacional, uma vez que o país jádispõe de uma forte presença de biomassa em suaMatriz Energética. A análise quantitativademonstrou que a adição da biomassa com base nobabaçu levaria a incrementos da ordem de 4,5 a 0,8% no total de toneladas/ ano. Por outro lado, seconsiderarmos a distribuição geográfica do babaçupor estado, notamos que esse potencial tem umsignificado bem maior. Nos estados do Nordeste, emsuas maiores áreas de ocorrência - Maranhão e Piauí- há pouca presença de biomassa como fonteenergética em suas matrizes, assim, o potencialdesse fruto como fonte energética adquire umaimportância relevante.

Assim sendo, conclui-se que a definiçãopela exploração do potencial energético desta culturaé mais uma questão a ser decidida em âmbitoRegional (Estadual) do que Federal, dado que elaapresenta uma importância muito pequena emâmbito nacional.

Em paralelo, na análise dos componentesdo fruto, observamos que os mesmos podem seragrupados em três diferentes comportamentos dequeima. O Endocarpo (parte lenhosa), que possuielevado conteúdo de carbono fixo, é o mais indicadotanto para a carbonização quanto para a queima. Oepicarpo (casca), por sua vez, mostra-se um bomcombustível, porém apresenta baixo potencial decarbonização. E finalmente, a castanha e omesocarpo (farinha), ambos com menos de 5% decarbono fixo, mostram-se inadequados tanto paracarbonização como para a queima se utilizados emuma caldeira otimizada para os outros componentesdo fruto. Desta forma, a castanha e o mesocarponecessitariam de caldeiras com projeto específicopara eles.

Comparado a outras biomassas, o Epicarpo(casca) apresenta um percentual de Voláteis superiorao eucalipto e à cana de açúcar (8% para o eucaliptoe 19 % para cana), com um elevado percentual decinzas, porém ainda dentro do esperado para umabiomassa. O Mesocarpo (farinha) tem pouca cinza(abaixo de 1%), porém é o elemento do fruto que

apresenta maior percentual de voláteis (16 % a maisque o do eucalipto e 28 % do da cana-de-açúcar).Assim, o Mesocarpo apresenta uma queima bastanterápida, com intensa liberação da fração Volátil emuito pouco resíduo, indicando baixo rendimentopara carbonização. O Endocarpo (parte lenhosa)apresenta maior teor de cinzas que o eucalipto (1,71contra 0,79 %) e o maior percentual de carbono fixodentre os demais componentes do fruto, - similar àcana-de-açúcar (1,5 % superior ao da cana), porémligeiramente inferior ao eucalipto (15 % menor) - oque reforça o seu uso para fabricação de carvão. Acastanha tem um comportamento similar ao doMesocarpo (farinha), com alto percentual deVoláteis e pequeno de cinzas.

Um exemplo do mau entendimento dacinética de queima dos componentes do Babaçupode ser visto na carbonização integral do fruto.Neste caso, os voláteis gerados pela castanha, ficamconfinados no interior do fruto, aprisionados peloEndocarpo. Com o aumento da pressão, estes gasesforçam sua saída, fragilizando a estrutura do carvãoresultante. De forma similar, o Mesocarpo (farinhaamilácea), ao carbonizar, devido à sua altaconcentração de Voláteis e baixa de cinzas, cria umespaço vazio entre o Epicarpo (casca) e o Endocarpo(fração lenhosa), levando ao aumento do percentualde finos, pela pulverização do carvão resultante doepicarpo, e diminuindo o volume útil dos fornos decarbonização.

Em relação ao poder calorífico, foi possívelestabelecer uma base científica de comparação entreos diferentes valores encontrados na literatura. Osdados usados no material bibliográfico pesquisadorepresentam, na verdade, o Poder Calorífico Inferior,em média para umidades entre 15 a 18 % (dadosestes, que não constavam nas fontes pesquisadas).

Quando comparamos com outrasbiomassas, em se tratando de Poder CaloríficoSuperior, tanto o epicarpo (casca) quanto oEndocarpo (parte lenhosa) apresentam valoressuperiores ao eucalipto e à cana-de-açúcar, ficando oMesocarpo (farinha amilácea) com o menorpotencial, menor até que a casca de arroz.

Uma outra contribuição deste trabalho é olevantamento de características e padrões físicospara os diferentes componentes do fruto, a exemploda correlação entre percentual de castanhasquebradas e densidade aparente, podendo-se adotaresse parâmetro para a avaliação qualitativa de lotesde matéria prima.

Em resumo, com os dados resultantes destetrabalho, esperamos ter oferecido à comunidadeBrasileira subsídios para que se estabeleça uma novabase para trabalhos com o Babaçu, elucidando anatureza do seu potencial energético e suaimportância em âmbito regional. Ainda, com basenos parâmetros aqui levantados, é possível elaboraruma agenda política orientada a uma exploraçãomais racional dessa palmácea.

PALAVRAS CHAVE:

Babaçu, biomassa, energia, Brasil, disponibilidade,caracterização

AGRADECIMENTOS

O autor é agradecido às diversas pessoas eentidades que direta ou indiretamente auxiliaram nodesenvolvimento desta pesquisa e à CAPES, pelabolsa concedida, sem o que este trabalho não seriapossível.

BIBLIOGRAFIA

[1] VIVACQUA FILHO, ANTÔNIO. Babaçu,Aspectos Sócios - Econômicos e Tecnológicos.Brasília: Universidade de Brasília, 217p, 1968.[2] EMMERICH, FRANCISCO GUILHERME.Modelo granular, percolação resistividade, RSE emódulo de elasticidade da materiais carbonosos:aplicação ao endocarpo de babaçu tratadotermicamente até 2200°°C. Campinas: Instituto deFísica "Gleb Wataghin", tese de Doutorado 1987.[3] EMBRAPA, Babaçu - Programa Nacional dePesquisa. Brasília: EMBRAPA, 1984.[4] IBGE - Instituto de Geografia e Estatística.Anuário Estatístico. IBGE: Brasília, 1996.[5] ANDERSON, A.B., MAY, P.H., E BALICK,M.J. The subsidy from nature: palm forests,peasantry and development on an Amazonfrontier. New York, Columbia University Press,1991.[6] TILLMAN, DAVID A. The combustion ofSolid Fuels and wastes. San Diego: AcademicPress, Inc., 1991.[7] PERA, HILDO. Geradores de Vapor de Água(Caldeiras). São Paulo: USP - POLI, 1966.[8] Gaur Siddhartha & Reed, Thomas B. Thermaldata for natural and synthetic fuels. New York;Marcel Dekker, Inc., 1998.[9] MIC/STI. Mapeamento e Levantamento doPotencial de ocorrência de Babaçuais. Estados doMaranhão, Piauí, Mato Grosso e Goiás. Ministérioda Indústria e do Comércio / Secretaria deTecnologia Industrial: Brasília, 1982[10] MESSERSMITH, CHARLES; WARNER,CECIL F. E OLSEN, ROBERT A.. MechanicalEngeneering Laboratory. New York, John Wiley& Sons Inc. 2nd ed. p. 81 - 89, 1956.[11] MAY, PETER, Manejo de Babaçuais paraProdução Sustentável e Redução de Emissões deCarbono na Indústria de Ferro Gusa de Carajás.São Luis: Instituto Pró Natura - USA, comunicaçãopessoal, 1999.[12] EMBRAPA,. Zoneamento Edafoclimático doBabaçu nos Estados do Maranhão e Piauí. Rio deJaneiro: EMBRAPA - SNLCS - Serviço Nacional deLevantamento e Conservação de Solos / SUDENE -

DRN, 557 p., 1984.[13] GRUPO PENSA, Reorganização doAgronegócio do Babaçu no Estado do Maranhão.São Paulo: USP, 2000.[14] TEIXEIRA, M. A. La Industria Brasileña deExtracción de Aceite de Palma de Babassu, unNuevo Enfoque. Comunicaciones - IIICONGRESO FORESTAL ESPAÑOL. Granada,2, arquivo PonenciasHtml/1329.htm, 2001.[15] FRAZÃO, JOSÉ MARIO. Projeto QuebraComo: Alternativas econômicas para AgriculturaFamiliar Assentada em Áreas de Ecossistemas deBabaçuais. Comunicação pessoal, 2001[16] Peixoto, Arioso Rodrigues. PlantasOleaginosas Arbóreas. Biblioteca Rural. Ed. NobelS.A.. São Paulo, 1973.[17] SILVA, JOSÉ DE CASTRO E;BARRICHELO, LUIZ ERNESTO GEORGE ;BRITO, JOSÉ OTÁVIO. Endocarpos de Babaçu ede Macaúba comparados à Madeira de EucalyptusGrandis para a Produção de Carvão Vegetal.In:Revista IPEF Piracicaba: IPEF nu 34 Dezembro, pg31 - 34, 1986[18] GONSALVES, ALPHEU DINIZ. O Babaçu,Considerações Científicas, técnicas e econômicas.Ministério da Agricultura: Rio de Janeiro, SérieEstudos e Ensaios nu 8, 1955.[19] ABREU, S. FRÓES, O Côco Babaçú, e oproblema do combustível. Rio de Janeiro: InstitutoNacional de Tecnologia, Ministério do Trabalho,Indústria e Comércio, 2ª ed., 1940.[20] VIVACQUA FILHO, António. Petróleo eCoque Metalúrgico do Babaçu e Macauba. AnaisEncontro do Babaçu. Teresina: SPC, p. 83 - 92,1881[21] MME - Ministério da Minas e Energia. BalaçoEnergético Nacional 2000. Ministério de Minas eEnergia: Brasília, 2000.[22] CORTEZ, LUIS AUGUSTO BARBOSA &LORA, ELECTO SILVA Coord.. Tecnologias deConversão Energética da Biomassa. EDUA/FEI:Manaus, Série Sistemas Energéticos vol 2, 1997.[23] AMARAL FILHO, JAIR DO. A EconomiaPolítica do Babaçu: um estudo da organização daextrato-indústria do babaçu no Maranhão e suastendências. São Luís: SIOGE, 1990.