FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

FAET – FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL

DISCIPLINA: POLUIÇÃO DO AR

ANÁLISE DAS VARIÁVEIS AMBIENTAIS E ECONÔMICAS

NA SUBSTITUIÇÃO DE COMBUSTÍVEIS NA CERVEJARIA

AMBEV DE CUIABÁ - MT

Docente: Paulo Modesto

Discente: Bianca Naspolini Bruno Luís Leal

Braulio Tosta Cassiana Lussi

Letícia Carvalho

Cuiabá, MT

Junho/ 20101.0 INTRODUÇÃO

Foi a partir da década de 80, que as questões relativas às mudanças climáticas,

aquecimento global e efeito estufa passaram a ocupar um lugar de destaque no rol das

ameaças ambientais que mais colocam em risco a integridade do planeta. E, desde

então, a cada ano, evidências científicas cada vez mais fortes, indicam que são as

atividades humanas (as chamadas ações antrópicas), decorrentes do modelo de produção

em vigor, um dos fatores mais decisivos para o agravamento dessas ameaças (MAYER,

et al , 2008).

O uso do combustível definiu o mundo como o conhecemos hoje, impulsionando

o crescimento da indústria, do transporte, do comércio, da agricultura (e da população,

que encontrou inéditas condições para se expandir) torna-se cada dia mais inviável. Seja

por sua iminente escassez, seja pelo caráter altamente poluente ou pelas complicações

políticas a que sempre está associado, o petróleo não é mais visto como a fonte de

energia que moverá o mundo para sempre (MAYER, et al , 2008).

A busca pelo aumento da capacidade instalada de energia elétrica, aliado a

necessidade de se reduzir emissões de poluentes, vem dando força às fontes alternativas

de energia. Atualmente há programas no mundo inteiro de incentivos a tais fontes. Um

exemplo de fonte de energia alternativa é o uso da biomassa como combustível.

Com o aumento das pressões ambientais, os governos e organismos

internacionais resolveram aumentar seu empenho na substituição dos combustíveis

fósseis, incentivando cada vez mais as indústrias a mudar o uso de combustível, de não

renovável para renovável. O uso destes combustíveis limpos (em estudo a biomassa)

traz ganhos ambientais e econômicos para o meio ambiente, e pode gerar créditos de

carbonos, que são comercializados no mercado mundial, trazendo ganhos para o

empreendedor, ou seja, o uso de combustíveis renováveis apesar de poluir, possui

vantagens tanto para o meio ambiente como para a população.

Assim este trabalho aborda o aproveitamento de resíduos agro-florestal, casca de

arroz e cavaco. A casca de arroz é um resíduo agroindustrial, subproduto do

beneficiamento deste cereal, de extrema relevância no Brasil, tendo em vista a produção

nacional que é de aproximadamente 13 milhões de toneladas, onde 46% do total são

produzidos no Rio Grande do Sul (MAYER, et al , 2008).

O cavaco demonstra grandes perspectivas de sucesso na solução da crise

energética nacional. O seu caráter de recurso natural renovável, sua versatilidade e

aliado ao fato de possuir grandes áreas reflorestadas, bem como a existência de uma

política nacional de incentivos para o reflorestamento, fazem desta fonte uma das mais

importantes e de destaque no atual cenário energético nacional (ENERGIA, 1980).

A troca de combustível não-renovável da caldeira por um combustível

renovável, ou seja, troca de óleo BPF para biomassa (cavaco e casca de arroz) é o

enfoque deste trabalho, analisando as variáveis ambientais e econômicas geradas nesta

troca na cervejaria AMBEV localizada no município de Cuiabá – MT.

2. OBJETIVO

2.1. Objetivo Geral

O objetivo geral deste trabalho é avaliar as variáveis ambientais e econômicas na

substituição de combustível não-renovável da caldeira por um combustível renovável,

ou seja, substituição de óleo BPF para biomassa (cavaco e casca de arroz), na indústria

de bebidas AMBEV – Cuiabá - MT e, posteriormente análise de viabilidade de geração

de crédito de carbono.

2.2. Objetivos Específicos

Avaliar as características do efluente gasoso gerado quando a indústria

operava com óleo BPF e na operação com biomassa (cavaco e casca de

arroz);

Avaliar as variáveis econômicas relacionadas a operação de cada

combustível (custo benefício);

Avaliar as questões ambientais envolvidas na mudança do processo

produtivo;

Realizar análises termogravimétricas da biomassa (cavaco e casca de

arroz) e comparar os resultados obtidos;

Calcular o poder calorífico (superior e inferior) e o fator de emissão da

biomassa; Calcular as emissões de CO2 produzidas por cada combustível

e posteriormente avaliar um possível cenário de crédito de carbono;

3.0 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

3.1 PAINEL INTERGOVERNAMENTAL SOBRE MUDANÇA DO CLIMA (IPCC)

O organismo de revisão da produção científica relativa à mudança global do clima e

com atividade relacionada à Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do

Clima é o Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima, da sigla em inglês IPCC

(Intergovernmental Panel on Climate Change). Trata-se de um organismo

intergovernamental, de cunho científico, criado em 1988 a partir de uma iniciativa da

Organização Mundial de Meteorologia (OMM) e com apoio do Programa das Nações

Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) (MDL, 2009).

Participam do IPCC centenas de cientistas de todo o mundo que contribuem como

autores, colaboradores e revisores. Por meio de relatórios elaborados numa base com-

preensível, direta, aberta e transparente, o IPCC divulga suas informações. Os relatórios

do IPCC são uma compilação do estado da arte nas diversas áreas do conhecimento

relativas à mudança global do clima. Até o momento, já foram divulgados quatro Rela-

tórios de Avaliação abrangendo a base científica, impactos, vulnerabilidade e adaptação

e mitigação da mudança global do clima. O IPCC também publica relatórios especiais

que focam questões específicas – como os relatórios sobre captura e armazenagem de

carbono; cenários de emissões; e uso da terra, mudança no uso da terra e florestas (da

sigla em inglês LULUCF, de land use, land use change and forestry) – e relatórios

metodológicos, como os guias para elaboração dos inventários de gases de efeito estufa

(MDL, 2009).

Uma de suas funções é prover subsídios científicos aos tomadores de decisão e

outros interessados na mudança global do clima, fornecendo informações objetivas

acerca deste assunto. Isso é feito por meio da compilação e do fornecimento dos mais

atuais e importantes dados científicos, técnicos e socioeconômicos relevantes para o

entendimento do risco da mudança global do clima induzida pelo homem, seus

possíveis impactos e as opções de adaptação e mitigação (MDL, 2009).

3.2 Convenção-Quadro das Nações Unidas Sobre Mudança do Clima (CQNUMC)

De acordo com o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo, 2009, a Convenção-

Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima (UNFCCC, sigla em inglês de

United Nations Framework Conference on Climate Change) é um acordo multilateral

aprovado e aberto para assinatura pelas Partes durante a Conferência das Nações Unidas

para o Meio Ambiente e Desenvolvimento, no Rio de Janeiro, em 1992. Até o

momento,192 países mais a União Européia ratificaram, aceitaram, aprovaram ou

aderiram a doravante denominada Convenção. Neste tratado internacional, as Partes

signatárias reconheceram a mudança global do clima como “uma preocupação comum

da humanidade”, e propuseram-se a elaborar uma estratégia global “para proteger o

sistema climático para gerações presentes e futuras”.

Ao entrar em vigor no ano de 1994, a CQNUMC estabeleceu um regime jurídico

internacional cujo objetivo principal definido no seu Artigo 2 é alcançar a estabilização

das concentrações de GEE na atmosfera num nível que impeça interferências antrópicas

perigosas no sistema climático. A estabilização das concentrações deve ser alcançada

num prazo suficiente que permita aos ecossistemas adaptarem-se sem comprometer a

produção de alimentos e permitindo que o desenvolvimento prossiga de forma

sustentável. A Convenção estabelece, no seu Artigo 4, os compromissos das Partes

diferenciando claramente o compromisso das Partes no Anexo I (Apêndice I )– que, na

linguagem deste instrumento, são os países desenvolvidos incluindo os países

industrializados em transição para economia de mercado – daqueles das Partes não-

Anexo I (Apêndice I), que são os países em desenvolvimento (MDL, 2009).

Ademais, como efetivo objetivo de mitigação, a Convenção sobre Mudança do

Clima estabeleceu que as Partes países desenvolvidos devem tomar a iniciativa no

combate à mudança global do clima e, assim, deveriam retornar o nível das suas

emissões de gases de efeito estufa por volta do ano 2000 aos níveis anteriores aos de

1990 (MDL, 2009).

No Artigo 3 da Convenção, o princípio das “responsabilidades comuns mas diferen-

ciadas” é estabelecido. A responsabilidade é comum a todos os países porque todos

contribuem para a mudança global do clima e todos serão atingidos pelas suas conse-

qüências. A responsabilidade é diferenciada porque alguns países são mais responsáveis

pelo aquecimento global do que outros, na medida que contribuíram mais para o

problema devido às suas emissões históricas e atuais, e por terem mais possibilidades de

enfrentar o problema, conforme suas capacidades econômicas e tecnológicas.

3.3 PROTOCOLO DE QUIOTO

Não obstante o objetivo de mitigação previsto na Convenção-Quadro em 1995,

na primeira Conferência das Partes da Convenção sobre Mudança do Clima, em Berlim,

chegou-se à conclusão de que a grande maioria dos países desenvolvidos não

conseguiria retornar suas emissões aos níveis de 1990 por volta do ano 2000, conforme

compromissos firmados no âmbito da Convenção sobre Mudança do Clima. Foi, assim,

necessário estabelecer uma Resolução, denominada Mandato de Berlim, com o objetivo

de rever esses compromissos (MDL, 2009).

O Mandato de Berlim estabeleceu que os países desenvolvidos deveriam, com

base no princípio das responsabilidades comuns mas diferenciadas, determinado na

Convenção, estabelecer num Protocolo ou em outro instrumento legal metas quantita-

tivas de redução de emissão, bem como descrever as políticas e medidas que seriam

necessárias para alcançar essas metas, com um prazo até a 3ª Conferência das Partes

(COP 3), que seria realizada em 1997 (MDL, 2009).

Passados dois anos, após um processo de intensas negociações, na COP 3,

realizada em Quioto, Japão, em dezembro de 1997, foi adotado um Protocolo à

Convenção sobre Mudança do Clima, chamado de Protocolo de Quioto, que estabeleceu

compromissos quantificados para os países industrializados de redução ou limitação das

emissões antrópicas combinadas de gases de efeito estufa (MDL, 2009).

Destaca-se que o compromisso de redução ou limitação assumido por cada país

industrializado no âmbito do Protocolo de Quioto decorreu da disposição política de

cada país. Não foi atingido, naquele momento, consenso sobre um critério norteador da

alocação do ônus para se mitigar a mudança global do clima de acordo com as

responsabilidades históricas de cada nação pela elevada concentração de gases de efeito

estufa na atmosfera. Cabe ressaltar que o Protocolo de Quioto não estabelece

compromissos adicionais para os países em desenvolvimento (MDL, 2009).

O Protocolo de Quioto define metas de emissões juridicamente vinculantes para

as Partes no Anexo I e estabelece mecanismos para atendimento dessas metas. O

Protocolo adotado na COP 3 só entrou em vigor no âmbito internacional em 16 de

fevereiro de 2005, após a ratificação pela Federação Russa no fim de 2004 (MDL,

2009).

As metas estabelecidas no Artigo 3.1 estipulam que as Partes no Anexo I não

podem exceder a limites estabelecidos e que em conjunto significam uma redução de

pelo menos 5% em relação aos níveis verificados no ano de 1990. Essas metas deverão

ser atingidas no período compreendido entre 2008 e 2012, conhecido como primeiro

período de compromisso. Portanto, no dia primeiro de janeiro de 2008 iniciou-se a fase

de reconhecimento e contabilidade das reduções alcançadas pelas Partes no Anexo I. As

metas citadas foram atribuídas exclusivamente às Partes incluídas no Anexo I, e caberá

a elas liderar o processo, dando início ao combate à mudança global do clima e a seus

efeitos, conforme definido na Convenção e no Protocolo de Quioto. Destaca-se que o

não cumprimento das metas estabelecidas no Protocolo, pelas Partes no Anexo I,

acarreta conseqüências juridicamente vinculantes (legally binding) nos termos do artigo

18 do Protocolo de Quioto (MDL, 2009).

O Protocolo de Quioto estabeleceu três Mecanismos Adicionais de

Implementação, em complementação às medidas de redução de emissão e remoção de

gases de efeito estufa domésticas implementadas pelas Partes no Anexo I: o Mecanismo

de Desenvolvimento Limpo, MDL (Clean Development Mechanism – CDM)–; a

Implementação Conjunta (Joint Implementation-JI); e o Comércio de Emissões

(Emissions Trading – ET) (MDL, 2009).

O MDL é o único Mecanismo Adicional de Implementação que permite a

participação de Partes não pertencentes ao Anexo I, tais como o Brasil. Esse

instrumento econômico visa a facilitar o cumprimento das metas dos países no Anexo I,

pois muitas vezes a redução ou remoção fora das suas fronteiras nacionais tem menor

custo. As Partes não-Anexo I (porque não constam do Anexo I da Convenção sobre

Mudança do Clima) são nações em desenvolvimento e não possuem metas de redução,

como é o caso do Brasil. A regulamentação complementar que era necessária para a

implementação do MDL fez parte dos Acordos de Marraqueche, estabelecidos em

novembro de 2001, durante a Sétima Sessão da Conferência das Partes da Convenção –

ou simplesmente COP 7. Nas COPs subseqüentes essa regulamentação básica foi

complementada. Na COP 8, foram regulamentados os projetos de pequena escala, na

COP 9 os projetos florestais e na COP10 os projetos florestais de pequena escala. A

partir da entrada em vigor do Protocolo de Quioto, novas adições e detalhamentos de

questões relacionadas ao MDL vêm ocorrendo no âmbito da COP/MOP (MDL, 2009).

3.4 CRONOLOGIA

Segue abaixo uma breve cronologia dos principais eventos relevantes para o

Mecanismo de Desenvolvimento Limpo, desde a Primeira Conferência Mundial Sobre

Clima, em 1979, até a última COP e COP/MOP, em dezembro de 2008 (MDL, 2009).

Tabela 1- Cronologia dos principais eventos relevantes para o MDL.

Ano Evento1979 Primeira Conferência Mundial sobre Clima1988 Estabelecimento do IPCC

1990

Primeiro Relatório de Avaliação do IPCC Segunda Conferência Mundial sobre o Clima Assembléia Geral da ONU anuncia negociações de uma

convenção internacional sobre a mudança do clima

1992

O Comitê Intergovernamental de Negociação (Intergovernmental Negotiating Comittee – INC) adota a CQNUMC

Conferência das Nações Unidas para o Meio Ambiente e o Desenvolvimento (Rio 92)

CQNUMC é aberta para assinaturas1994 CQNUMC entra em vigor

1995

COP 1 – Berlim A adoção dos Mandatos de Berlim (Berlin Mandates, decisão 1/CP.1) permitiu estipular limites de emissão de GEE

Segundo Relatório de Avaliação do IPCC1996 COP 2 – Genebra

1997 COP 3 – Quioto

Adotado o Protocolo de Quioto (decisão 1/CP.3)

1998 COP 4 – Buenos Aires

Criação do Plano de Ação de Buenos Aires (Buenos Aires Plan of Action, decisões de 1 a 8/CP.4)

1999 COP 5 – Bonn2000 COP 6 – Haia

2001

COP 6 reconvocada – Bonn – acordo político sobre as modalidades do Protocolo de Quioto

COP 7 – Marraqueche – finalização da regulamentação do Protocolo de Quioto (“Acordos de Marraqueche”)

Terceiro Relatório de Avaliação do IPCC

2002 Cúpula Mundial Sobre Desenvolvimento Sustentável COP 8 – Nova Delhi – Declaração de Nova Delhi –

Regulamentação de Projetos de MDL de Pequena Escala

2003 Conferência Mundial sobre Mudanças Climáticas – Moscou COP 9 – Milão – Regulamentação de Projetos MDL de

Florestamento e Reflorestamento

2004 COP 10 – Buenos Aires – Regulamentação de Projetos

Pequena Escala de Florestamento e Reflorestamento2005 COP 11 e COP/MOP 1 – Montreal

Primeira COP com o Protocolo de Quioto já em vigor Primeira COP/MOP, estabelecimento do grupo ad hoc para negociar as metas do segundo período de compromisso do Protocolo

(Artigo 3.9 do Protocolo)

2006 COP 12 e COP/MOP 2 – Nairobi

2007 COP 13 e COP/MOP 3 – Bali

Quarto Relatório de Avaliação do IPCC

2008 COP 14 e COP/MOP 4 – PoznanFonte: O Mecanismo de Desenvolvimento Limpo, 2009.

3.5 O MECANISMO DE DESENVOLVIMENTO LIMPO (MDL)

O Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL, ou Clean Development

Mechanism, CDM, em inglês) teve origem na proposta brasileira de criação de um

Fundo de Desenvolvimento Limpo que seria formado por meio de recursos financeiros

dos países desenvolvidos que não cumprissem suas obrigações quantificadas de redução

ou limitação de emissões de gases de efeito estufa (usualmente chamada de “metas”).

Tal fundo seria utilizado para desenvolver projetos em países em desenvolvimento. Esse

conceito não foi aceito por alguns países desenvolvidos e a idéia do fundo foi

modificada, transformando-se no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo. Esse me-

canismo consiste na possibilidade de um país que tenha compromisso de redução de

emissões (país no Anexo I) adquirir Reduções Certificadas de Emissões (RCEs) (1),

geradas por projetos implantados em países em desenvolvimento (países não-Anexo I),

como forma de cumprir parte de suas obrigações quantificadas no âmbito do Protocolo

(MDL, 2009).

A idéia consiste em que um projeto gere, ao ser implantado, um benefício

ambiental (redução de emissões de GEE ou remoção de CO2) na forma de um ativo

financeiro, transacionável, denominado Reduções Certificadas de Emissões, que será

descrito mais à frente. Tais projetos devem implicar reduções de emissões adicionais

àquelas que ocorreriam na ausência do projeto registrado como MDL, garantindo

benefícios reais, mensuráveis e de longo prazo para a mitigação da mudança global do

clima, nos termos do Artigo 12 do Protocolo de Quioto (MDL, 2009).

(1) Uma unidade de RCE é igual a uma tonelada de dióxido de carbono equivalente calculada de acordo

com o Potencial de Aquecimento Global (Global Warming Potencial - GWP). O GWP serve para

comparar e somar as quantidades dos diversos GEE em termos de dióxido de carbono equivalente. Para o

primeiro período de compromisso (2008-2012), deve ser adotado o GWP para 100 anos, publicado no

Segundo Relatório de Avaliação do IPCC (1995).

O objetivo do MDL, como definido no Artigo 12 do Protocolo de Quioto, é

assistir: (i) às Partes não-Anexo I para que contribuam com o objetivo final da

Convenção – ou seja, alcançar a estabilização das concentrações de GEE na atmosfera

num nível que impeça uma interferência antrópica perigosa no sistema climático – e

para que atinjam o desenvolvimento sustentável por meio da implementação de

atividades de projeto; e (ii) às Partes no Anexo I para que cumpram suas obrigações

quantificadas de limitação e reduções de emissões (MDL, 2009).

Verifica-se que tal mecanismo é uma contribuição voluntária significativa das

Partes não-Anexo I para mudar, efetivamente, a tendência do aquecimento global de

forma consistente com a Convenção, com o Protocolo de Quioto e com o princípio das

responsabilidades comuns, mas diferenciadas. Por intermédio do MDL, os países em

desenvolvimento continuarão a se desenvolver, de forma sustentável, combatendo a

pobreza e contribuindo, ao mesmo tempo, para o esforço global de mitigação do efeito

estufa (MDL, 2009).

O MDL é um mecanismo baseado no desenvolvimento de projetos e tem como

responsável por parte de seu grande sucesso a iniciativa do empresariado. As atividades

de projeto de MDL nos países em desenvolvimento têm que apresentar benefícios reais,

mensuráveis e de longo prazo; e estar diretamente relacionadas aos gases de efeito

estufa, podendo reduzir as emissões de GEE ou aumentar a remoção de CO2. Os

projetos podem envolver substituição de energia de origem fóssil por outras de origem

renovável, racionalização do uso da energia, atividades de florestamento e

reflorestamento, serviços urbanos mais eficientes, entre outras possibilidades (MDL,

2009). Os projetos devem envolver um ou mais dos gases previstos no Anexo A do

Protocolo de Quioto, relacionados a diversos setores/fontes de atividades, conforme a

Tabela 2.0 a seguir:

Tabela 2.0 - Setores e fontes principais geradoras de gases de efeito estufaSetores/Atividades Fontes Gases

Energia

Queima de combustíveisSetor energéticoIndústrias de transformação e de construçãoTransporteOutros setoresEmissões fugitivas de combustíveisCombustíveis sólidosPetróleo e gás naturalOutros

Dióxido de carbono (CO2)Óxido nitroso (N2O)Metano (CH4)Hexafluoreto de enxofre (SF6)

Processos industriais

Produtos mineraisIndústria químicaProdução de metaisOutras produçõesProdução de halocarbonos e hexafluoreto de enxofreConsumo de halocarbonos e hexafluoreto de enxofreOutros

Dióxido de carbono (CO2)Metano (CH4)Óxido nitroso (N2O)Hidrofluorcarbonos (HFCs)Perfluorcarbonos (PFCs)Hexafluoreto de enxofre (SF6)

Uso de solventes e outros produtos

-

Hidrofluorcarbonos (HFCs)Perfluorcarbonos (PFCs)Hexafluoreto de enxofre (SF6)Dióxido de carbono (CO2)Óxido nitroso (N2O)

Agricultura

Fermentação entéricaTratamento de dejetosCultivo de arrozSolos agrícolasQueimadas prescritas de savanaQueima de resíduos agrícolasOutros

Dióxido de carbono (CO2)Metano (CH4)Óxido nitroso (N2O)

Resíduos

Disposição de resíduos sólidos na terraTratamento de esgotoIncineração de resíduosOutros

Metano (CH4)Dióxido de carbono (CO2)Óxido nitroso (N2O)

Fonte: O Mecanismo de Desenvolvimento Limpo, 2009.

Podem participar de uma atividade de projeto de MDL entidades públicas,

privadas e parcerias público-privadas das Partes no Anexo I e das Partes não-Anexo I,

desde que devidamente autorizadas pelos respectivos países. O MDL é um mecanismo

de mercado que estimula a ativa participação do setor privado, com sua reconhecida

agilidade, flexibilidade e capacidade de resposta. Além disso, o engajamento deste setor

é crucial para a efetividade das ações de mitigação (MDL, 2009).

A redução de emissões de GEE e/ou o aumento de remoções de CO2 decorrentes

da atividade de projeto são medidas em toneladas de dióxido de carbono equivalente – t

CO2e. Cada tonelada de CO2e reduzida ou removida da atmosfera, devidamente

verificada depois de um processo que será especificado abaixo, corresponde a uma

unidade emitida pelo Conselho Executivo do MDL, denominada de Redução Certi-

ficada de Emissão (RCE) (MDL, 2009).

As RCEs podem ser utilizadas pelas Partes no Anexo I que tenham ratificado o

Protocolo de Quioto como parte do cumprimento de suas obrigações quantificadas de

redução ou limitação de emissões de GEE. Assim, o MDL permite que uma Parte com

metas no âmbito do Protocolo cumpra parte de suas metas a um custo mais baixo e, ao

mesmo tempo, invista em Partes não-Anexo I, contribuindo para o desenvolvimento

sustentável desses países (MDL, 2009).

3.6 EFEITO ESTUFA

Durante o dia, parte da energia solar é captada pela superfície da Terra e

absorvida, outra parte é irradiada para a atmosfera. Os gases naturais que existem na

atmosfera funcionam como uma capa protetora que impede a dispersão total desse calor

para o espaço exterior, evitando que durante o período noturno se perca calor. E como

tal, o planeta permanece quente (Meira, Rui, 2002).

 O processo que cria o efeito estufa é natural e é responsável pelo aquecimento

do planeta. Certos gases, como o dióxido de carbono, criam uma espécie de telhado,

como o de uma estufa, sobre a Terra - daí o nome do fenômeno -, deixando a luz do Sol

entrar e não deixando o calor sair. Se não existisse efeito de estufa, a temperatura da

superfície terrestre seria, em média, cerca de 34ºC mais fria do que é hoje (Meira, Rui,

2002).  

O efeito de estufa gerado pela natureza é, portanto, não apenas benéfico, mas

imprescindível para a manutenção da vida sobre a Terra. Se a composição dos gases

raros for alterada, para mais ou para menos, o equilíbrio térmico da Terra sofrerá

conjuntamente (Meira, Rui, 2002)

A Figura 1 abaixo, esquematiza o efeito estufa.

Figura 1- Esquema do efeito estufa

Fonte: http://www.rudzerhost.com/ambiente/estufa.htm

O clima tem evoluído aos longo dos tempos, sendo a sua evolução natural, no

entanto nos últimos tempos o homem é o grande responsável uma vez que a população

mundial tem vindo a aumentar e consequentemente, registou-se um aumento de 25 % de

dióxido de carbono (CO2) na atmosfera (Meira, Rui, 2002).

Segundo Meira, Rui, 2002, este aumento deve-se especialmente à combustão de

combustíveis fósseis, há desflorestamento, ao número crescente de indústrias e ao

consumismo desmesurado.

O efeito estufa provoca um desequilíbrio no sistema natural da Terra pelo que é

urgente se reduzirem as emissões dos gases prejudiciais e propor alternativas.

Os principais gases responsáveis pelo efeito estufa são:

Dióxido de Carbono(CO2): Origem da combustão de combustíveis fósseis:

petróleo, gás natural, carvão, desflorestamento (libertam CO2 quando queimadas ou

cortadas).

O CO2 é responsável por cerca de 64% do efeito estufa. Diariamente são enviados cerca

de 6 mil milhões de toneladas de CO2 para a atmosfera.

Clorofluorcarbono (CFC): São usados em sprays, motores de aviões, plásticos e

solventes utilizados na indústria electrónica. Responsável pela destruição da camada de

ozono. Também é responsável por cerca de 10% do efeito estufa.

Metano (CH4): Produzido por campos de arroz, pelo gado e pelas lixeiras. É

responsável por cerca de 19 % do efeito estufa.

Ácido nítrico (HNO3): Produzido pela combustão da madeira e de combustíveis

fósseis, pela decomposição de fertilizantes químicos e por micróbios. É responsável

por cerca de 6% do efeito estufa.

Ozônio (O3): É originado através da poluição dos solos provocada pelas

fábricas, refinarias de petróleo e veículos automóveis.

Os gases responsáveis pelo aquecimento global da Terra, encontram-se na

combustão de combustíveis fósseis, como o petróleo e seus derivados, e nas cidades

cerca de 40 % deve-se à queima de gasolina e de óleo a diesel, fato que se traduz

pelo número de veículos automóveis que aí circulam (Meira, Rui, 2002).  

Os veículos automóveis são responsáveis pela libertação de monóxido de

carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2), óxidos de azoto (NOx), dióxido de enxofre

(SO2) e hidrocarbonetos.   As indústrias também são responsáveis por este fenômeno

uma vez que emitem enxofre e outros materiais pesados, bem como resíduos sólidos que

ficam suspensos no ar, por sua vez a concentração de oxigênio vai sendo cada vez

menor o que vai provocar doenças graves no sistema nervoso, cancro, problemas

respiratórios (Meira, Rui, 2002).

As conseqüências do efeito de estufa serão sentidas tanto a nível global como a

nível regional, afetando um pouco por toda parte os vários países.

O aquecimento global poderá levar à ocorrência de variações climáticas tais como:

alteração na precipitação, subida do nível dos oceanos (degelos), ondas de calor. Assim

é natural registar-se um aumento de situações de cheias que consequentemente irá

aumentar os índices de mortalidade no planeta Terra (Meira, Rui, 2002).

  Uma profunda alteração do clima terá uma influência desastrosa nas sociedades

afetando a produção agrícola e as reservas de água, dando origem a  alterações

econômicas e sociais (Meira, Rui, 2002).   

A maior parte dos gases de estufa têm fontes naturais, além das fontes

antropogênicas, contudo existem potentes mecanismos naturais para removê-los da

atmosfera. Porém, o contínuo crescimento das concentrações destes gases na atmosfera

dão origem a que, mais gases sejam  emitidos do que removidos em cada ano (Meira,

Rui, 2002).  

Tem havido um aumento considerável de 25% de CO2 na atmosfera. Os níveis

de CO2 variam consoante a estação, sendo esta variação mais pronunciada no

hemisfério norte, visto que apresenta uma maior superfície terrestre, do que no

hemisfério sul. Este fato ocorre devido às interações que ocorrem entre a vegetação e a

atmosfera (Meira, Rui, 2002).  

De acordo com alguns cientistas, um aumento consecutivo da temperatura à

superfície da Terra, provoca uma alteração climática o que leva a um aumento de ondas

de calor, cheias e consequentemente do aumento no número de doenças infecciosas

através da proliferação de pestes(Meira, Rui, 2002).

Um caso bastante atual refere-se ao fenômeno do El Niño, um aumento de

temperatura no sistema oceânico, que deu origem a uma onda quente por todo o mundo.

Como resultado directo, verificou-se uma deslocação dos mosquitos responsáveis pela

propagação da malária e febre amarela para regiões temperadas a altitudes mais

elevadas, atacando os grupos de pessoas mais vulneráveis da sociedade.

A variação climática irá provavelmente aumentar a freqüência de dias de intenso calor,

o que representa um aumento do  número de mortes (Meira, Rui, 2002).

3.7 Dióxido de Carbono (CO2)

O dióxido de carbono é essencial à vida no planeta. Visto que é um dos

compostos essenciais para a realização da fotossíntese - processo pelo qual os

organismos fotossintetizantes transformam a energia solar em energia química. Esta

energia química, por sua vez é distribuída para todos os seres vivos por meio da teia

alimentar. Este processo é uma das fases do ciclo do carbono e é vital para a

manutenção dos seres vivos (Santos, 2007).

O átomo de carbono é encontrado em todos os seres vivos. É por este motivo

que os químicos classificam como molécula orgânica toda aquela que contêm átomos de

carbono, mesmo que ela não esteja presente em um ser vivo.O carbono é estocado na

atmosfera, nos oceanos, solos, rochas sedimentares e está presente nos combustíveis

fósseis. Contudo, o carbono não fica fixo em nenhum desses estoques. Existe uma série

de interações por meio das quais ocorre a transferência de carbono de um estoque para

outro. Muitos organismos nos ecossistemas terrestres e nos oceanos, como as plantas,

absorvem o carbono encontrado na atmosfera na forma de dióxido de carbono (CO2).

Esta absorção se dá através do processo de fotossíntese. Por outro lado, os vários

organismos, tanto plantas como animais, liberam dióxido de carbono para a atmosfera

mediante o processo de respiração. Existe ainda o intercâmbio de dióxido de carbono

entre os oceanos e a atmosfera por meio da difusão (Santos, 2007).

O excesso de dióxido de carbono que atualmente é lançado para a atmosfera

resulta da queima de combustíveis fósseis principalmente pelo setor industrial e de

transporte. Além disso, reservatórios naturais de carbono e os sumidouros (ecossistemas

com a capacidade de absorver CO2) também estão sendo afetados por ações antrópicas.

Devido o solo possuir um estoque 2 a 3 vezes maior que a atmosfera, mudanças no uso

do solo podem ser importante fonte de carbono para a atmosfera (Santos, 2007).

A molécula de gás carbônico absorve radiação infravermelha, transformando-a

em calor. Isso faz com que o gás carbônico aqueça a atmosfera (efeito estufa). Sem ele,

a superfície terrestre seria bem mais fria, o que levaria várias espécies a extinção.

Porém, o excesso de gás carbônico leva a um aumento na temperatura, provocando

mudanças climáticas drásticas como o derretimento das calotas polares, o aumento do

número de tempestades e furacões, etc. E estas mudanças também podem levar várias

espécies à extinção e inundar diversas áreas habitadas atualmente (Santos, 2007).

A concentração de CO2 na atmosfera começou a aumentar no final do século

XVIII, quando ocorreu a revolução industrial, a qual demandou a utilização de grandes

quantidades de carvão mineral e petróleo como fontes de energia. Desde então, a

concentração de CO2 passou de 280 ppm (partes por milhão) no ano de 1750, para os

393 ppm atuais, representando um incremento de aproximadamente 30% (Santos,

2007).

Este acréscimo na concentração de CO2 implica no aumento da capacidade da

atmosfera em reter calor e, mas não consequentemente, da temperatura do planeta, pois

houve decrécimos de temperatura também neste período. As emissões de CO2

continuam a crescer e, provavelmente, a concentração deste gás poder alcançar 550 ppm

por volta do ano 2100.

3.8 Oxido de enxofre

Os óxidos de enxofre, mais precisamente os SO2 e SO3, são reconhecidos há

tempos como contribuintes importantes para a poluição do ar. Eles aparecem

principalmente como conseqüência da queima de combustíveis fósseis e da oxidação do

enxofre: S + O2 → SO2. O carvão contém até 6% de enxofre em peso, e a sua queima

responde pela maior parte das emissões de óxidos de enxofre, aproximadamente 20

milhões de toneladas por ano. O dióxido de enxofre é um gás incolor com um odor de

sufocante, especialmente em concentrações acima de 3 ppM. Ele corresponde a

aproximadamente 98% em peso dos óxidos de enxofre emitidos (Kleinbach, Hinrichs,

2003).

O enxofre é incorporado ao meio ambiente a partir de fontes naturais e pelas

atividades humanas. A emissão de sulfeto de hidrogênio (H2S, com odor de ovos

podres) a partir de matéria orgânica em decomposição e a liberação de sulfatos

(SO42-) a partir da maresia adicionam aproximadamente duas vezes mais enxofre ao

meio ambiente do que as fontes humanas de “poluição” (Kleinbach, Hinrichs, 2003).

O dióxido de enxofre na atmosfera tem diversos efeitos nocivos à saúde

humana, À vegetação e aos animais. Estudos epidemiológicos (estudos de grandes

populações) e outras pesquisas indicam que concentrações de SO2 estão associadas a

aumentos de morbidez( taxa de doenças) e mortalidade ( taxa de mortes). A inalação do

oxido do dióxido de enxofre pode resultar em danos ao sistema respiratório superior,

danos ao tecido pulmonar, e no agravamento de doenças pulmonares. Tais efeitos

adversos são mais pronunciados em crianças muito novas, nos idosos e nos 3% a 5% da

população que têm doenças pulmonares crônicas, tais como bronquite e enfisema

(Kleinbach, Hinrichs, 2003).

Diversas catástrofes já ocorreram quando populações foram expostas q grandes

concentrações de poluentes no ar. Uma delas ocorreu em Donora, Pensilvânia, em 1948,

em que 19 pessoas morreram, e em Londres, em 1952, quando 4.000 pessoas

morreram. Em ambos os casos, as condições meteorológica levaram a aumentos na

concentração de SO2 e fumaça naquelas localidades , especialmente devido à queima

de combustíveis fósseis (Kleinbach, Hinrichs, 2003).

Outro problema crucial associado à s emissões de SO2 é a sua oxidação a SO3

e a formação de ácidos sulfúricos, H2SO4, quando de sua reação com vapor de água. É

o fenômeno da chuva ácida. Todo o SO2, é convertido seja em ácido sulfúrico, seja de

sulfatos particulados, a menos que ele seja precipitado ou absorvido da atmosfera

(Kleinbach, Hinrichs, 2003).

3.9 Particulados

A presença de partículas muito pequenas (0,01 mícron a 50 mícrons de

diâmetro), ou particulados, na atmosfera pode levar a problemas de poluição. A poeira

oriunda dos solos secos, cinzas vulcânicas, pólen, maresia e fagulhas provenientes dos

processos de combustão são algumas fontes dos particulados que são carregados pela

atmosfera. Eles são chamados de “aerossóis”, pois são matérias sólidas ou liquidas

suspensa no ar. Partículas com diâmetros maiores do que um mícron são geralmente

associadas a fontes naturais, como a poeira, enquanto aquelas com menos de um mícron

geralmente se originam de processos de combustão. Pequenas partículas com diâmetro

de menores do que 10 micron, denotadas PM-10, são especialmente preocupantes, já

que estas são as que conseguem atingir as regiões mais baixas do sistema respiratório .

O símbolo que representa a totalidade dos particulados em suspensão é TSP, ou

particulados totais em suspensão (Kleinbach, Hinrichs, 2003).

3.10 Óxido Nitroso

Fontes :O óxido nitroso é produzido naturalmente pelos oceanos e pelas florestas

tropicais. Fontes de óxido nitroso são: a produção de nylon, ácido nítrico,

atividades agrícolas, carros com três modos de conversão catalítica, queima de

biomassa e a queima de combustíveis fósseis. A maior fonte de renovação do

óxido nitroso são as reações fotolíticas (na presença de luz) na atmosfera.

Concentração Atmosférica :A concentração global atmosférica de óxido nitroso

no começo de 1993 era de 310ppbv (partes por bilhão por volume), por volta de

8% maior do que o nível da concentração durante o período que antecedeu a

revolução industrial que era de 275ppbv.

Contribuição :Óxido nitroso é responsável por 0.1W/m² desde 1765.

Redução: Para estabilizar as concentrações atuais o Intergovernamental Panel on

Climate Change estimou que fosse necessário à imediata redução de 70-80% da

produção de óxido nitroso proveniente de fontes antropogênicas. (KIRCHHOFF,

1992).

3.11Metano(CH4)

O metano é o segundo gás-estufa em importância, produzido durante

a decomposição anaeróbica. As principais fontes de metano são arrozais,

pântanos, animais domésticos ou não, cupins, gás natural e outros meios

anaeróbicos. A taxa de metano na atmosfera aumenta 1% ao não, sendo pouco

conhecidas as causas deste aumento. Algumas delas podem ser o aumento dos

rebanhos domésticos, a expansão de cultura de arroz e principalmente os

vazamentos de gás natural ou aterros. A permanência do metano na atmosfera e

pequena (menos de 10 anos), sendo consumido na atmosfera e em menor escala

no solo. O metano tem um potencial de aquecimento global de 63 num período

de 20 anos, ou seja, 1 Kg de metano nesse período produzirá 63 vezes o

aquecimento global de 1 Kg de dióxido de carbono, portanto o metano e 20

vezes mais potente que o dióxido de carbono (KIRCHHOFF, 1992).

3.12 BIOMASSA

Biomassa é a matéria orgânica utilizada na produção de energia. Nem toda a

produção primária do planeta passa a incrementar a biomassa vegetal, pois parte dessa

energia acumulada é empregada no ecossistema na sua própria manutenção (ANEEL,

2005). As vantagens do uso da biomassa na produção de energia são:

O baixo custo;

O fato de ser renovável;

Permitir o reaproveitamento de resíduos

Ser menos poluente que outras fontes de energia como petróleo ou carvão;

As Biomassas mais utilizadas são: a lenha (já representa 40% da produção

energética primária no Brasil), o bagaço da cana-de-açúcar, galhos e folhas de arvores,

papéis, papelões e etc. A biomassa é o elemento principal de diversos tipos de

combustíveis e fontes de energia como o bio-óleo, o biogás, o BTL e o biodiesel. A

renovação da biomassa ocorre através do ciclo do carbono. Conforme mostra a Figura 1,

a queima da biomassa ou de seus derivados provoca liberação de CO2 na atmosfera. As

plantas, através da fotossíntese, transformam esse CO2 nos hidratos de carbono,

liberando oxigênio. Assim, a utilização da biomassa, desde que não seja de forma

predatória, não altera a composição da atmosfera (ANEEL, 2005).

Figura 2- Biomassa no ciclo do carbonoFonte: ANEEL, 2005.

Embora grande parte da biomassa seja de difícil contabilização, devido ao uso

não-comercial, estima-se que, atualmente, ela possa representar até cerca de 14% de

todo o consumo mundial de energia primária. Em alguns países em desenvolvimento,

essa parcela pode aumentar para 34%, chegando a 60% na África, conforme apresenta a

tabela abaixo (ANEEL, 2005).

Tabela 3 – Consumo de BiomassaConsumo de biomassa (MtEP)

País ou Região Biomassa (1) Outros Total (2) [ 1/2]Mundial 930 5.713 6.643 14China 206 649 855 24Leste Asiático 106 316 422 25Sul da Ásia 235 188 423 56América Latina 73 342 415 18África 205 136 341 60Países em desenvolvimento 826 1.632 2.457 34Países da OCDE 81 3.044 3.125 3

Fonte: ANNEL, 2005.

No Brasil, a imensa superfície do território nacional, quase toda localizada em

regiões tropicais e chuvosas, oferece excelentes condições para a produção e o uso

energético da biomassa em larga escala. Além da produção de álcool, queima em

fornos, caldeiras e outros usos não-comerciais, a biomassa apresenta grande potencial

no setor de geração de energia elétrica (ANEEL, 2005).

O uso da biomassa está crescendo, graças aos seguintes fatores:

Esforços recentes de mensuração mais acurada do seu uso e potencial, por

meio de novos estudos, demonstrações e plantas-piloto;

Uso crescente da biomassa como um vetor energético moderno (graças ao

desenvolvimento de tecnologias eficientes de conversão), principalmente

em países industrializados;

Reconhecimento das vantagens ambientais do uso racional da biomassa,

principalmente no controle das emissões de CO2 e enxofre.

O aproveitamento da biomassa pode ser feito por meio da combustão direta

(com ou sem processos físicos de secagem, classificação, compressão,corte/quebra etc.),

de processos termoquímicos (gaseificação, pirólise, liquefação e transesterificação) ou

de processos biológicos (digestão anaeróbia e fermentação). A Figura 3 apresenta os

principais processos de conversão da biomassa em energéticos. As principais

tecnologias de aproveitamento energético da biomassa são descritas a seguir (ANEEL,

2005). 5.7 Diagrama tica daomassa

Figura 3- Diagrama esquemático dos processos de conversão energética da BiomassaFonte: ANNEL, 2005.

Embora a utilização de biomassa como fonte de energia traga fantásticas

vantagens, é importante ressaltar que se deve ter amplo controle sobre as áreas

desmatadas. Um exemplo disso foi à expansão da indústria de álcool no Brasil, onde

várias florestas foram desmatadas para dar lugar a plantações de cana-de-açúcar. Por

isso a preocupação ambiental, mais do que nunca, deve ser prioridade na utilização da

biomassa (ANEEL, 2005).

3.13Cavaco

O setor de base florestal brasileira pode produzir mais e transferir riqueza para

outros segmentos da economia. Mas, para que esse processo ocorra de forma consistente

e sustentável, é necessário abrir novos mercados, exportar mais, fazer reformas com

modelos adequados de crescimento e conquistar fronteiras agrícolas com total respeito

ao meio ambiente e à biodiversidade, já que a madeira de reflorestamento hoje exige

certificação para ser industrializada (NEUTZLING, PALMEIRA, 2008).

No mercado mundial de cavaco de madeira, os principais exportadores são a

Austrália e a África do Sul, seguido por Estados Unidos e Canadá, com base no ano de

2004, o Brasil obteve a oitava posição nesse mercado, superando a Alemanha e a

Áustria. Quanto às importações os principais países importadores no mundo são o

Japão e os Estados Unidos, o Brasil não figura entre os dez maiores importadores

(NEUTZLING, PALMEIRA, 2008).

O cavaco é um recurso renovável, composto por lascas cisalhadas obtidas a

partir de toras de madeira que na sua maioria destina-se a produção de energia em

fornos e caldeiras. Tipicamente, estes podem ser adquiridas a partir de árvores inteiras,

tronco de madeira, resíduos de colheita, resíduos de serraria, ou cavaco de

reflorestamento de rotação curta (NEUTZLING, PALMEIRA, 2008). Apresentam boas

características energéticas e melhor desempenho no que diz a respeito ao seu

escoamento em silos. Entre as vantagens do uso do cavaco de madeira para a geração de

energia em relação aos combustíveis à base de petróleo estão:

Baixo custo de aquisição;

Menor risco ambiental;

É um recurso renovável;

Suas emissões não contribuem para o efeito estufa;

As cinzas são menos agressivas ao meio ambiente do que as provenientes de

combustíveis fósseis. 

Por estas razões é considerado, atualmente, o combustível mais adequado para a

produção de energia na indústria, quando a alimentação é feita através de sistemas

mecânicos usando-se rosca-sem-fim e silo para o suprimento do material

(NEUTZLING, PALMEIRA, 2008).

A qualidade do cavaco é proveniente do tipo de corte, pois não existe um padrão

definido em função do cisalhamento, mas o tamanho é importante. Existem 3 tipos

principais do corte do cavaco, são eles:

Tipo I: o cavaco é formado à frente da aresta de corte da ferramenta à primeira ruptura

se dá por fendilhamento e o cavaco se separa da peça por ruptura a flexão, como uma

viga engastada.

Tipo II: o cavaco é formado quando a ruptura da madeira se produz ao longo de uma

linha que se estende a partir da aresta de corte da ferramenta: a ruptura se dá por

cisalhamento diagonal e forma um cavaco contínuo. É o tipo de cavaco relacionado à

melhor qualidade de superfície.

Tipo III: as forças de corte produzem ruptura por compressão paralela e cisalhamento

longitudinal, diante da aresta da ferramenta de corte: o cavaco não tem forma definida e

é fragmentado.

O potencial calorífico depende da percentagem de umidade absorvida, mas com

a secagem efetuada até 0% de umidade é possível utilizar 100% da energia armazenada

pelo processo da fotossíntese vegetal (MORITA, 2008).

Tabela 4 - Especificações do Cavaco % Umidade Kg/m³ KCAL Origem

20 230 3 000 Reciclado30 300 2 600 Floresta40 370 2 400 Floresta/ Serraria45 400 2 200 Serraria50 430 2 000 Serraria

Fonte: NEUTZLING, PALMEIRA, 2008.

Para instalações domésticas a umidade deve ser inferior a 30%, para médias

instalações; deve ser inferior a 40% e para grandes instalações de preferência entre 30 e

50, ou até 55% (NEUTZLING, PALMEIRA, 2008).

Medição de Cavaco de Madeira

Figura 4- Detalhes e especificações do Cavaco.

Fonte: NEUTZLING, PALMEIRA, 2008.

3.14 Casca de arroz

No processamento industrial do arroz, a casca representa o maior volume entre

os subprodutos obtidos durante o beneficiamento do arroz, chegando, em média, a 22%.

Essas cascas, quando não são queimadas visando ao aproveitamento energético, são

deixadas no meio ambiente, criando problemas de estética, que se agravam quando

levadas pelo vento para outras áreas (SOUZA, 1993).

As cascas de arroz têm baixa densidade e peso específico, além de lenta

biodegradação, permanecendo em sua forma original por longos períodos de tempo.

Apresentam um alto poder energético, já que contêm quase 80% de seu peso em

carbono. Durante a sua queima, a casca produz muita cinza, mas sua fumaça é pouco

poluente, pois não possui enxofre. Suas cinzas são compostas basicamente de sílica e,

portanto, bastante alcalinas. Tanto nas cascas de arroz como em suas cinzas, não

existem compostos tóxicos. Entretanto, durante o processo de combustão e gaseificação,

formam-se partículas de cinzas que contêm carbono: a fuligem. As cascas de arroz

podem ser carbonizadas e usadas como substrato, em canteiros ou recipientes, na

germinação de sementes e formação de mudas de vegetais superiores (SOUZA, 1993).

O substrato de cascas de arroz carbonizadas apresenta as seguintes

características físicas e químicas: densidade seca de 150g/l, capacidade de retenção de

água de 53,9%, capacidade de troca de cátions de 5,5 meq/dl, pH em água de 7,4, teor

de sais solúveis de 0,7 g/l, 0,7% de nitrogênio,0,2% de fósforo e 0,32% de potássio

(SOUZA, 1993). A casca de arroz, normalmente, tem a seguinte composição:

Tabela 5- Composição da Casca de Arroz

Composição da Casca de Arroz

Proteina (%)

Gorudra

(%) Fibras (%) Cinzas (%) Carboidratos (%)

2,0 - 2,8 0,3 - 0,8 34,5 - 45,9

13,2 -

21,0 22,0 - 34,0

Fonte: SOUZA, 1993.

3.15 Óleo BPF

Os óleos combustíveis são divididos em dois tipos: óleos combustíveis leves e

óleos combustíveis pesados. Os óleos leves chamam-se óleo diesel e são empregados

em motores de combustão por compressão de médias e altas rotações, enquanto que os

óleos combustíveis pesados são os óleos APF (alto ponto de fluidez) e BPF (baixo

ponto de fluidez), utilizados em motores de grande porte e de baixa rotação. A diferença

que existe entre os óleos combustíveis pesados e leves é, sobretudo, sua viscosidade

(ANP, 1999).

O óleo BPF tem baixo ponto de fluidez e não baixo ponto de fulgor, apesar de

sua especificação legal exigir ponto de fulgor mínimo de 66ºC, nem sempre é

inflamável, pois a maioria destes óleos possui ponto de fulgor superior a 80ºC, não

sendo classificados como inflamáveis, mas tão somente, como combustíveis. O óleo

BPF tem como função produzir calor e é utilizado em equipamentos destinados à

geração de energia térmica (ANP, 1999).

Viscosidade - a viscosidade de um fluido é a medida da sua resistência ao

escoamento a uma determinada temperatura. É uma das características de maior

importância do óleo combustível, que determinará as condições de manuseio e

utilização do produto (ANP, 1999).

Ponto de Fulgor - é definido como a menor temperatura na qual o produto se

vaporiza em quantidades suficientes para formar com o ar uma mistura capaz de

inflamarem-se momentaneamente quando se aplica uma centelha sobre a mesma. É um

dado de segurança para o manuseio do produto e uma ferramenta utilizada para detectar

a contaminação do óleo combustível por produtos mais leves (ANP, 1999).

Ponto de Fluidez - é a menor temperatura na qual o óleo combustível flui quando

sujeito a resfriamento sob condições determinadas de teste. Ele estabelece as condições

de manuseio e estocagem do produto. Especificam-se limites variados para esta

característica, dependendo das condições climáticas das regiões, de modo a facilitarem

as condições de uso do produto (ANP, 1999).

3.16 Poder Calorífico

É a quantidade de energia por unidade de massa (ou de volume no caso dos

gases) libertada na oxidação de um determinado combustível, sendo:

Poder Calorífico Superior (PCS): É a quantidade de calor produzida por 1 kg de

combustível, quando este entra em combustão, em excesso de ar, e os gases da

descarga são resfriados de modo que o vapor de água neles seja condensado

(SANTOS, 2007).

Poder Calorífico Inferior (PCI): É a quantidade de calor que pode produzir 1kg

de combustível, quando este entra em combustão com excesso de ar e gases de

descarga são resfriados até o ponto de ebulição da água, evitando assim que a

água contida na combustão seja condensada. Como a temperatura dos gases de

combustão é muito elevada nos motores endotérmicos, a água contida neles se

encontra sempre no estado de vapor, portanto, o que deve ser considerado é o

poder calorífico inferior e não o superior (SANTOS, 2007).

3.17 Poder Calorífico e Coeficiente de emissão (Teoria de cálculo)

Devido à diversidade de processos de produção do cavaco e da casca de arroz, as

informações disponíveis na literatura técnica nem sempre apresentam o grau de

coerência necessário à produção de dados para as Comunicações Nacionais à

Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças do Clima. Obtiveram-se os

dados a partir de trabalhos técnicos e de laboratório com a suficiente especificação das

amostras e dos métodos utilizados.

O método de medição do poder calorífico baseia-se no balanço de energia na

combustão completa da amostra, em geral com oxigênio puro, a volume constante, e na

transferência de calor para a água do calorímetro. A diferenciação entre o poder

calorífico superior (PCS) e o inferior (PCI) resulta da consideração do estado final da

mistura de gases de combustão e do vapor d´água que se forma na queima de

substâncias hidrogenadas. Se o estado de equilíbrio térmico dos produtos da combustão

com a água do calorímetro ocorre sem a condensação do vapor d´água, o poder

calorífico medido é o inferior; se o vapor se condensa e a mistura é resfriada à

temperatura inicial (geralmente a do ambiente, tomada como 25°C), maior quantidade

de calor é cedida ao calorímetro e o resultado é o poder calorífico superior. A equação

que relaciona os dois poderes caloríficos é:

PCS = PCI + m(c ΔT + L);

Sendo m a massa da água de combustão, ΔT a diferença de temperatura entre o

ambiente e a temperatura de equilíbrio antes da condensação e L o calor latente de

condensação do vapor d´água. O poder calorífico do cavaco, da casca de arroz e o óleo

BPF 2ª, foi obtido, através de pesquisas em artigos.

3.18 Definição das variáveis envolvidas no cálculo de Emissões de Dióxido

de Carbono (CO2)

Equação de Emissão (1):

Onde:

BEy = Emissões provenientes do calor/vapor fornecido pela atividade do projeto

durante o ano em tCO2e (toneladas de CO2 equivalente).

HGy = A quantidade líquida de calor/vapor fornecida pela atividade durante o

ano em TJ (Terá Joule).

fc = Fator de emissão de CO2 por unidade de energia do combustível que teria

sido utilizado (tCO2/TJ).

ηth = Eficiência da unidade geradora.

4.0 METODOLOGIA

O estudo da análise das variáveis ambientais e econômicas na substituição de

combustíveis na cervejaria AMBEV de Cuiabá – MT foi realizado a partir da

implementação das etapas a seguir:

Levantamento bibliográfico sobre os temas: Vantagens e desvantagens da

utilização de combustíveis renováveis e não renováveis, otimização de

recursos energéticos, poluição do ar, dentre outros;

Visita técnica ao setor das caldeiras localizado na AMBEV para descrição da

área de estudo, coleta de dados e entrevista com o Engenheiro Erico

Amorim, consultor da empresa Company Sol;

Utilização da metodologia de cálculo para Teor de Carbono em

Combustíveis da Biomassa, metodologia baseada em um projeto de

levantamento de dados para a revisão do Balanço de Carbono objeto do

Termo de Parceria firmado entre a Organização Social Economia eEnergia –

e&e – OSCIP e o Ministério da Ciência e Tecnologia – MCT, ano de 2006.

4.1 Área de Estudo

4.1.1 Localização e História

A AmBev escolhida para o estudo foi a Ambev da cidade de Cuiabá, que se

localiza na Avenida Antartica, próximo ao bairro Santa Rosa. A Figura 5, mostra a

localização da cervejaria Ambev –Cuiabá - MT. O local dentro da Ambev estudado foi

à área das caldeiras, identificada no mapa abaixo.

Figura 5- Localização e Vista aérea da Ambev Cuiabá

Fonte: www.maps.google.com.br

A missão da Ambev é ser a "Melhor Empresa de Bebidas do Mundo em um

Mundo Melhor". É uma empresa de capital aberto, sediada em São Paulo, no Brasil,

com operações em 14 países das Américas (Argentina, Brasil, Bolívia, Canadá, Chile,

El Salvador, Equador, Guatemala, Nicarágua, Paraguai, Peru, República Dominicana,

Uruguai e Venezuela). Dona de um portfólio de "estrelas" como Antarctica, Brahma,

Bohemia, Skol, Original, Stella Artois; os refrigerantes Guaraná Antarctica, Soda,

Pepsi, Sukita, H2OH! e Guarah!, a AmBev é líder no ranking das cervejarias na

América Latina (AMBEV, 2010).

Sua reconhecida excelência em gestão gera retorno aos seus acionistas e garante

atuação sustentável. Em 2008, atingiu volume de vendas de 146,9 milhões de hectolitros

de bebidas e receita líquida de R$ 20,9 bilhões. No mesmo ano, destinou R$ 206

milhões para ações socioambientais. Entre os principais resultados estão: sete unidades

fabris já operam com geração de energia por meio de biomassa e redução de 23% no

consumo de água nos últimos seis anos. Uma prova de que é possível aliar crescimento

à sustentabilidade (AMBEV, 2010).

4.1.2 Valores Ambientais

Água

O consumo sustentável de água, componente fundamental para a produção de

bebidas, é parte do sistema de gestão ambiental da AmBev. A Companhia monitora a

utilização da água em cada estágio do processo produtivo, além de realizar treinamentos

e campanhas de conscientização para reduzir o consumo e aumentar a reciclagem e

reutilização da água (AMBEV, 2010).

Desta forma, entre 2002 e 2008, a empresa reduziu o índice de consumo de água

em 23%, passando de 5,36 litros de água para cada litro de bebida produzido para 4,11.

Essa redução no ano equivale a um volume de 815 milhões de litros de água, que

seria suficiente para abastecer uma população de 150 mil habitantes durante um mês

(AMBEV, 2010).

Energia e Efeito Estufa

A AmBev utiliza biomassa na fábrica de Cuiabá (MT). De 2004 a 2008, houve

uma redução de 29% o índice de emissão de gases do efeito estufa, o equivalente ao

plantio de 1,5 milhões de árvores (AMBEV, 2010).

A AmBev é um dos 27 membros-fundadores do Programa Brasileiro “GHG

Protocol”, um esforço voluntário de empresas e instituições para a construção de uma

plataforma comum de cálculo e publicação de inventários de Gases de Efeito Estufa

(GEEs) (AMBEV, 2010).

Para seguir as especificações do protocolo, em 2008 a empresa adotou um

inventário mais amplo para monitoramento, passando a englobar todas as nossas

unidades produtivas, incluindo as cinco plantas verticalizadas (vidros, rolhas, rótulos,

extrato e xarope) e as quatro maltarias (AMBEV, 2010). Observe na Figura 6 abaixo

sobre as emissões de CO2 de 2004 a 2008

Figura 6- Emissões de CO2 por hectolitro produzido

Fonte: www.ambev.com.br

4.1.3 Dados da Cervejaria Ambev de Cuiabá.

A empresa terceirizada responsável pela caldeira (operação e manutenção),

geração de vapor e utilização da biomassa é a empresa COMPANY SOL S.A, que se

localiza Pátio da Ambev. Na gestão da empresa anterior, eram utilizadas duas caldeiras

BPF 2A (pertencentes a própria Ambev) para operação. Com a terceirização para a

COMPANY SOL, passou-se a utilizar duas Caldeiras ATA flamotubular mista

(pertencentes a Company Sol), conforme mostra a Figura 7.

Figura 7 - Caldeiras flamotubular mista, no pátio da Company Sol.

Fonte: www.companysol.com

As caldeiras BPF são utilizadas quando as caldeiras ATA flamotubular estão em

manutenção caso ocorra algum problema. O rendimento da caldeira mista

(flamotubular) é de 78%. É uma caldeira semi-automática e possui uma capacidade de

operação de 15ton/h vapor.

Segundo Érico, consultor da Company Sol, o combustível utilizado nas caldeiras é

a biomassa nas seguintes proporções: cavaco e casca de arroz (3 /1). O consumo diário

de biomassa das caldeiras é de 70ton/dia de cavaco e 23,3ton/dia de casca de arroz. A

capacidade de geração de vapor oriundo da queima de biomassa é: 1Kg de Biomassa

gera 3 Kg de vapor.

O cavaco, oriundo de atividade de manejo, vem de São José do Rio Claro- SP e a

casca de arroz, da cidade de Cuiabá. A biomassa fica armazenada no pátio de

estocagem, como mostra a Figura 8.

Figura 8 – vista do pátio de estocagem da biomassa

Fonte: http://www.companysol.com/principal.php

O manuseio e o descarregamento da biomassa são feito por caminhões e máquinas

da própria Company Sol. Como mostra a Figura 9.

Figura 9- Manuseio da biomassa

Fonte: www.campanysol.com

A biomassa é transportada para o silo principal, através de uma esteira que liga o

pátio externo e interno, como mostra a Figura 10.

Figura 10- Esteira Transportadora da biomassa

Fonte:www.companysol.com

Após chegar ao silo principal, a biomassa vai para a moega interna e balança

digital, como mostra a Figura 11 abaixo.

Figura 11 - Saida do silo principal e entrada na moega.

Fonte:www.companysol.com

É no pátio interno, que possui a visão completa da área da caldeira, e onde se

localiza a área de controle, onde há:

Quadro de controle de energia, vapor, óleo BPF, água;

Quadro de comando transformador do precipitador;

Controle digital automatizado das caldeiras (PLC) (Alimentação da fornalha,

Pressão da fornalha, Pressão da caldeira, Nível de água na caldeira);

Quadro de comando dos inversores de freqüência das roscas de alimentação dos

silos “pulmão”;

Painel de medição da balança eletrônica;

Painel do controle de inter-travamento das correias e de leitura dos dados das

caldeiras;

A fornalha é fixa, inclinada a 37°, e subterrânea como mostra a Figura 12.

Figura 12 - Fornalha fixa 37°

Fonte: www.companysol.com

Os gases saem das duas caldeiras e são conduzidos ate o filtro precipitador

eletrostático por um duto de entrada de gases, conforme mostra a Figura 13.

Figura 13 – Duto de entradas dos gases no filtro precipitador eletrostático

Fonte:www.companysol.com

Os gases chegam ao filtro eletrostático, e depois são conduzidos por um duto até

a chaminé e expelidos para a atmosfera. Como mostra a Figura 14 abaixo.

Figura 14-Entrada dos gases no filtro eletrostático e saída para a chaminé.

Fonte:www.comapnysol.com.br

Tabela 5

5.0 RESULTADOS E DISCUSSÕES

5.1 Cálculo do Poder Calorífico Inferior da Biomassa

Como o cavaco é um aproveitamento de lascas de toras de madeira, nele

estão contidas diversas espécies de madeira. Após pesquisa em artigos publicados na

Internet, foram encontrados valores do poder calorífico variando de 4.700 (eucalipto,

acácia, gravílea) a 6.870 kcal/kg (mimosa), madeiras estas de uso industrial, sem

menção explícita do teor de umidade. Para efeito de cálculo foi adotado o poder

calorífico superior da celulose igual a 4.700 kcal/kg.

Tabela 6 – Características físico-químicas do cavaco.Constituinte Carbono Oxigênio HidrogênioTeor % em massa 44 49,38 6,17

Cada grama de hidrogênio gera 9 g de água; assim, a combustão de 61,7g

contidas em 1 kg do cavaco gera 555,3g de água. O PCI é:

O coeficiente de emissão do cavaco calculado com esses dados é:

5.1.1 Cálculo do Poder Calorífico Inferior da Casca de Arroz

A partir das características físicas da casca do arroz, que se realizaram os

cálculos, esses dados estão apresentados na Tabela 7:

Tabela 7– Características físico-químicas da casca do arroz.

Constituinte Carbono Oxigênio Hidrogênio

Teor % em massa 40,96 35,98 4,3

Fonte: Souza, et al, 2005; Cortes e Lora

Cada grama de hidrogênio gera 9 g de água; assim, a combustão de 43g contidas

em 1 kg da casca de arroz gera 387g de água. O PCI é:

O coeficiente de emissão da casca de arroz calculado com esses dados é:

5.1.2 Cálculo do Poder Calorífico Inferior do Óleo BPF 2A.

A composição do óleo BPF está apresentada abaixo:

Tabela 8– Composição Elementar do óleo BPF (líquido).Constituinte Carbono Hidrogênio Enxofre

Composição em % 84,8 11,1 4,0

Como a densidade do óleo BPF é 1,024 converteu-se a porcentagem dos seus

componentes líquidos para sólido, para obtermos esses valores em unidade de massa.

Ficando assim:

Tabela 9 – Composição Elementar do óleo BPF (massa)

Constituinte Carbono Hidrogênio Enxofre

Composição em % 86,83 11,33 4,096

Cada grama de hidrogênio gera 9 g de água; assim, a combustão de 113,3 g de

hidrogênio 1.019,7g de água. O PCI é:

O coeficiente de emissão do óleo BPF foi adotado de acordo com referências do

IPCC (Intergovernamental Panel on Climate Change), o qual é fc = 77,40 tonC/TJ.

5.2 Cálculo das Emissões de Dióxido de Carbono (CO2) produzidas por cada

combustível

Para o cálculo das reduções de emissões desta atividade, utilizou-se o cenário

relacionado à produção de vapor pela nova caldeira a qual será através da queima de

cavaco de madeira e casca de arroz (biomassa).

Por se tratar de um projeto em que a atividade é a geração de energia renovável,

não são consideradas nenhuma emissão do projeto. Assim, as emissões serão

consideradas como as próprias reduções de emissões.

5.2.1 Cálculo de Emissão do Dióxido de Carbono (CO2) do Óleo BPF

1) Cálculo HGy:

Equação da quantidade líquida de calor/vapor (2)

HGy = Capacidade Calorífica da Caldeira x Tempo Funcionamento Caldeira (h)

Esta capacidade calorífica utilizada representa a geração de 15.000 kg de vapor

por hora, a mesma geração da caldeira em questão.

2) Cálculo BEy

Portanto a quantidade de CO2 que seria emitida com o uso do óleo BPF-2A foi

de 42.231,9 tonCO2e/ano.

5.2.2 Cálculo de Emissão de Dióxido de Carbono (CO2) da Biomassa.

Utilizando a Equação de Emissão (1) e o mesmo valor HGy temos:

Para encontrarmos um fator de emissão de CO2 para a biomassa que se trata de

uma mistura entre cavaco e casca de arroz os quais temos os valores do coeficiente de

emissão individual e sabendo-se que eles são utilizados na proporção de 3 volumes de

cavaco para 1 volume de casca de arroz calculamos uma média ponderada para esses

coeficientes, encontrado um valor que represente essa mistura que forma a biomassa.

Com esse valor encontrado jogando na equação (1):

Este valor 13.810,9 tonCO2e/ano representa a quantidade de CO2 que a caldeira

passou a emitir pela queima de biomassa.

National Staech &Chemical. Projeto de troca de Combustível. National Starch;

Versão 001. DCP, 2009.

5.2.2 Cálculo da Redução de Emissão de Dióxido de Carbono (CO2) na troca

de combustível

Se a indústria estivesse operando utilizando o combustível óleo BPF 2A, estaria

emitindo 42.403,9 tonCO2e/ano (cenário de linha de base). A quantidade de CO2 que a

caldeira passou a emitir após a substituição do combustível óleo BPF para a biomassa é

cerca de 13.810,9 tonCO2e/ano.

Avalia-se que a substituição do combustível não renovável para a biomassa

(renovável), poupou a emissão de 28 511,0 tonCO2e/ano. Esta redução de emissão de

toneladas equivalentes de carbono desperta interesse no cenário de créditos de carbono.

Pois foi avaliado o processo de forma parcial (sem levar em consideração todas as

variáveis envolvidas no balanço de produção e consumo de CO2 e poluentes) e assim

mesmo foi encontrada uma redução bastante significativa, por volta de 67 % de

toneladas de CO2 na troca de combustíveis.

Utilizando a biomassa como combustível, não incrementa o teor de CO2 na

atmosfera, já que este é produzido durante a combustão equilibrando-se com o CO2

consumido durante a fotossíntese.(LORA,2002) Sendo assim, se for realizado o balanço

completo(conforme o mecanismo de desenvolvimento limpo), esta emissão será

neutralizada.

5.3 Análises termogravimétricas da Biomassa (Casca de arroz e cavaco)

As análises termogravimétricas foram realizadas no laboratório de química da

Universidade Federal de Mato Grosso. A descrição da interpretação dos resultados foi

baseada nas explicações dos analistas do laboratório. Os resultados, apresentados na

forma de gráficos, estão no Anexo 1.

Foram adicionadas duas amostras (de casca de arroz e cavaco) com massa de

11,405 e 5,654 miligramas em um analisador termogravimétrico simultâneo, da marca

Shimadzu, modelo DTG-60H em atmosfera com ar seco com uma vazão de 50ml/min.

Foi utilizado como referência uma célula contendo alumina (Al2O3).

As curvas na análise termogravimétrica representam a perda de massa no

intervalo de temperatura estudado, assim como em que temperatura essas perdas

ocorrem.

As linhas azuis mostram a perda de massa nas temperaturas de ensaio e as linhas

vermelhas representam a diferença térmica entre o início do teste aos picos térmicos

apresentados durante a perda de massa.

As amostras foram analisadas em temperatura ambiente, variando a escala de

temperatura até 1000°C. Nesta variação de temperatura pode-se observar o

comportamento de degradação da matéria orgânica presente nas massas das amostras.

5.3.1 Discussão da analise termogravimétrica da casca do arroz

Pode-se observar, que a primeira variação se refere a perda de massa por

evaporação da água presente. Essa perda é verificada no pico DTA (linha vermelha) a

91,33°C, onde essa perda foi iniciada em torno de 31,94°C e finalizada em 130,02°C.

Nesta faixa de avaliação verifica-se a perda de 0,751 mg da amostra que representa

6,585% em massa de casca de arroz. Essa umidade confere com os dados fornecidos

pela empresa.

O segundo e o terceiro picos iniciam-se na temperatura de 215,40°C e são

finalizados em 541,33°C. Nesta variação na linha vermelha (DTA), os dois picos

distintos representam 79,176% da massa da amostra, algo em torno de 9mg do conteúdo

pesado. Analisando esta variação, verifica-se que em 362,72°C há a primeira perda de

massa da amostra e no pico 444,04°C há a segunda perda de massa. Estas perdas de

massa podem representar a perda da matéria orgânica por formação de voláteis como

alguns tipos de ácidos orgânicos de massa molar leve, formação de alguns gases

inorgânicos (como NOX), formação de CO e CO2 , oriundos da própria combustão da

amostra e há possibilidade também da produção de vapor de água desprendido da

própria molécula. Quando se finaliza o processo atingindo a temperatura de 1000°C,

observa-se que restam aproximadamente 1,62 mg da amostra, que representa algo em

torno de 14,239% da massa. Isto demonstra que mais de 85% da amostra é consumida

no processo o que significa que a casca de arroz é um bom combustível para geração de

vapor e energia, pois produz pouco resíduo. Em relação aos resíduos eles podem ser

considerados por uma parcela de cinzas e de resíduos húmicos de difícil queima e ou a

presença também de sais inorgânicos como carbonatos de cálcio, que demandam

temperatura superior para total perda de massa.

Estes aspectos são demonstrados pela curva TGA (azul) pelo declínio típico

mostrado no início da análise até sua finalização nos 1000°C. Observa-se que a partir de

541,33°C, não há mais perda de massa (representado pela linearidade desta faixa de

temperatura 541,33°C a 1000°C).

5.3.2 Discussão da analise termogravimétrica do cavaco

A primeira variação se refere a perda de massa por evaporação da água presente.

Essa perda é verificada no pico DTA (linha vermelha) a 79,64°C, onde essa perda foi

iniciada em torno de 31,16°C e finalizada em 108,38°C. Nesta faixa de avaliação

verifica-se a perda de 0,393 mg da amostra que representa 6,951 em massa de cavaco.

Essa umidade confere com os dados fornecidos pela empresa.

O segundo e o terceiro picos iniciam-se na temperatura de 158,87°C e são

finalizados em 544,98°C. Nesta variação na linha vermelha (DTA), os dois picos

semelhantes representam 89,123% da massa da amostra, algo em torno de 5,0mg do

conteúdo pesado. Analisando esta variação, verifica-se que em 349,56 há a primeira

perda de massa da amostra e no pico 462,51 há a segunda perda de massa. Estas perdas

de massa podem representar a perda da matéria orgânica por formação de voláteis como

alguns tipos de ácidos orgânicos de massa molar leve, formação de alguns gases

inorgânicos (como NOX), formação de CO e CO2 , oriundos da própria combustão da

amostra e há possibilidade também da produção de vapor de água desprendido da

própria molécula.Existe ainda a possível formação de hidrocarbonetos constituintes no

efluente final gasoso e a formação de aldeídos e cetonas, que podem justificar a

formação posterior dos ácidos orgânicos. Estes gases formados constituem a massa

gerada de substâncias particuladas encontradas no efluente gasoso final obtido pela

combustão da biomassa. Quando se finaliza o processo atingindo a temperatura de

1000°C, observa-se que restam aproximadamente 0,22 mg da amostra, que representa

algo em torno de 3,926% da massa. Isto demonstra que mais de 96% da amostra é

consumida no processo o que significa que cavaco é um bom combustível para geração

de vapor e energia, sendo ainda melhor que a casca de arroz e também gerando pouco

resíduo.

Estes aspectos são demonstrados pela curva TGA (azul) pelo declínio típico

mostrado no início da análise até sua finalização nos 1000°C. Observa-se que a partir de

544,98°C, não há mais perda de massa (representado pela linearidade desta faixa de

temperatura 544,98°C a 1000°C).

5.4 Discussão do aspecto econômico

Para avaliar os aspectos econômicos produtivos, foi realizada uma pesquisa de

mercado nos seguintes sites: www.mfrural.com.br (biomassa), e

http://paulinia.olx.com.br (óleo BPF), que foram acessados dia 21/06/10 onde foram

encontrados os preços dos combustíveis. Estimou-se uma média dos preços, apresentada

na Tabela 10 abaixo. Estes valores foram estimados, pois não foram concedidos pela

Company Sol.

Tabela 10 - Preço médio dos combustíveisPreço dos combustíveis

Biomassa Casca de arroz Óleo BPF

R$ 35,00 m³ R$ 0,07 kg R$ 1,04 Litro

Considerando que a alimentação da caldeira demande 70 Ton/dia de cavaco, o

gasto diário com cavaco é em torno: R$ 7.000,00 por dia.

A quantidade da casca de arroz utilizada é 1/3 do cavaco, então se tem um

consumo de 23,3 Ton/dia, e um gasto de R$ 1631,00. Desta forma, o gasto diário

utilizando a biomassa como combustível, é de R$ 8.631,00 com a biomassa.

Em um cenário anterior (ou cenário reserva), a capacidade da caldeira que opera

com óleo BPF é de aproximadamente 15 Ton de vapor/ hora. A demanda de

alimentação desta caldeira é em consumo médio de 12.000 litros/dia. Portanto o custo

de operação desta caldeira, com este combustível, era R$ 12.480,00 por dia.

A empresa deixou de gastar o equivalente a R$ 3.849,00 por dia, e mais de R$

115.000,00 por mês de insumos para geração de vapor. Com essa economia a empresa

poderá investir futuramente em estratégias de co-geração. Confirmando assim, a

vantagem econômica da utilização da biomassa como combustível.

5.5 Discussão das Questões Ambientais

Neste tópico serão avaliadas as questões ambientais envolvidas na mudança do processo

produtivo.

5.5.1 Biomassa

Utilizando a biomassa como combustível, pode-se valorar os seguintes aspectos:

-Otimização da gestão de resíduos sólidos no estado. Pois o cavaco e a casca de arroz

(resíduos excedentes) deixam de contribuir como agravantes ambientais (na disposição

inadequada de resíduos agrícolas) e passam a ser usados como fonte de energia para as

indústrias. Ainda há geração de renda e emprego neste ciclo.

-Redução da emissão e concentração de enxofre no ambiente (na forma de SO 2); Fator

que reduz alguma possível incidência de chuva ácida;

-Apresenta rendimento industrial similar ou superior a outros combustíveis com menor

impacto ambiental e custo;

-Através de investimentos nos processos industriais, se pode adequar as instalações e

optar por co-geração de energia. Buscando eficiência ou auto-suficiência energética.

5.6 Avaliação das características dos efluentes (Biomassa e Óleo BPF)

A troca de combustíveis, como citado anteriormente, favorece ganhos econômicos

para a empresa. Esses ganhos podem ser utilizados na melhoria da eficiência de queima, na

melhor operacionalização da geração do vapor e investimento em novos insumos para o

desenvolvimento da empresa.

Em relação aos aspectos ambientais a troca de combustível favorece a

diminuição na emissão dos efluentes gasosos causadores dos impactos ambientais referentes

a poluição do ar (como o efeito estufa) e os impactos na saúde humana como os problemas

cardiovasculares e respiratórios. Conforme demonstrado nos cálculos desenvolvidos neste

trabalho, é pertinente relacionar os resultados envolvidos nesta temática de poluição do ar,

tendo em vista os índices apresentados. Com isso, se pode comparar os efeitos da emissão de

cada combustível. No Anexo 2 são apresentados os resultados de uma análise feita do efluente

gasoso emitido na saída na caldeira, utilizando biomassa como combustível. Comparando a

este laudo, Caetano et al(2004) encontrou resultados apresentados, levando em consideração

que a biomassa será submetida a queima completa observado na Tabela X

Tabela 9-Composição teórica do efluente pela queima de cada combustível

Composição teórica do efluente pela queima de cada combustível

Combustível CO2 SO2 H2O N2 Cinza

Oléo BPF 22,06% 0,29% 6,15% 71,50% -------

Biomassa 21,89% ---------- 6,51% 69,60% 2%

Comparando com os resultados apresentados pela Tabela x pode-se verificar

que a concentração em porcentagem de CO2 é em torno de quatro vezes a concentração

obtida pelos resultados do laudo no Anexo 2. Isso nos permite afirmar que a operação em uma

indústria difere muito quando se é estimado um padrão de queima completa (o que

representa um problema associado a formação de hidrocarbonetos(HC) e monóxido de

carbono(CO)). Isso acontece porque a distribuição de calor e a formação dos produtos ( CO2,

vapor de água, entre outros) não é homogênea, ocasionando a formação de produtos

indesejáveis como o monóxido de carbono e matérias particulados (hidrocarbonetos não

oxidados). Porque, também, existe a perda de calor no processo e problemas com a qualidade

da água utilizada na geração de vapor, que acarretam um maior consumo de insumos e

combustíveis.

Prosseguindo, verifica-se que o primeiro apresenta resultados referentes ao

nitrogênio total emitido pelos efluentes da queima da biomassa e no segundo os produtos da

oxidação do nitrogênio contido na formulação em massa da biomassa. Por este motivo não se

pode verificar que os dois ensaios tenham uma correlação efetiva. Em relação a isso, pode-se

verificar que no Anexo 2, que a concentração de oxido de nitrogênio apresenta um fator de

384 vezes maior do que o permitido estipulado pelo padrão primário da Resolução CONAMA

n°3 de 1990. Este fator é considerado preocupante, porém existem alternativas como a

utilização de lavagens alcalinas e a utilização também de filtros eletrostáticos que podem

minimizar ou reverter o processo.

Em relação aos outros parâmetros verifica-se que no Anexo 2 que as

concentrações de material particulado estão 31.000 vezes acima do permitido pela referida.

Em relação aos óxidos de enxofre, o laudo do Anexo 2 apresenta mais de 400

vezes a concentração permitida pela legislação. De acordo com a tabela acima, verifica-se que

0,29% do enxofre liberado foi emitido através da queima completa do óleo BPF. Pode-se

considerar que 1m³ de efluente gasoso forneça aproximadamente 2,9 g de enxofre em massa.

No entanto, não se fornece a concentração dos óxidos de enxofre em relação a esta emissão.

O óleo BPF possui uma emissão teórica de 2% em massa de enxofre, o que

resulta em aproximadamente 40g dióxido de enxofre nessas condições equivalentes de

porcentagem. Se comparar com a queima completa fornecida pela tabela, e levar em

consideração o óleo BPF, pode-se verificar que o óleo tem um fator de emissão em torno de

nove vezes o fator de emissão da biomassa. Fator que justifica a sua troca, não só em termos

ambientais mas também em termos econômicos.

Como os dados fornecidos pela Company Sol, não continham dados sobre a

granulometria do material particulado, foi adotado como referencia, 70% do material com

diâmetro de 12 μm, 27% com granulometria de 3 μm e o restante abaixo de 1 μm.

Considerando que o filtro multiciclone possua uma eficiência de remoção de

90%, para partículas compreendidas entre 10 a 15 micros e o filtro eletrostático uma eficiência

de 99,6% (para partículas entre 1e 10 micros), analisou-se a quantidade emitida de material

particulado ( anexo 2) que é de 15,12 kg/hora. Concluiu-se que ficam retidos nos filtros 14,66

kg/ hora de material particulado e são emitidos 0,46 kg/hora para a atmosfera.

Os óxidos de enxofres (em concentrações bastante baixas) e os óxidos de

nitrogênio não são retidos pelos filtros. São emitidos para a atmosfera, por hora, 0,5kg de

óxido de enxofre e 6 kg de óxido de nitrogênio.

6.0 CONCLUSÃO

Pode-se concluir que os valores calculados referentes ao poder calorífico inferior são

para a casca de arroz 3487,15kcal/kg2 e para o cavaco: 4351,55 kcal/kg2, respectivamente.

Também obtidos os coeficientes de emissão 28,57 tonC/TJ e 24,15 tonC/TJ. No caso do óleo

BPF, calculou-se apenas o poder calorífico, igual a 9280,18 kcal/kg2.

Foi deduzido,através destes cálculos, que a quantidade de CO2 que seria emitida

com o uso do óleo BPF-2A foi de 42.231,9 tonCO2e/ano e o valor 13.810,9

tonCO2e/ano para a biomassa. Concluiu-se que a substituição do combustível não

renovável para a biomassa (renovável), poupou a emissão de 28 511,0 tonCO2e/ano( por

volta de 67 %).

Fazendo referencias as análises gravimétricas, na utilização da casca de arroz

mais 85% da amostra é consumida no processo o que significa que a casca de arroz é

um bom combustível para geração de vapor e energia. Já no cavaco, este valor se

aproxima se aproxima de 96%.

Quanto aos aspectos econômicos, conclui-se que empresa deixou de gastar o

equivalente a R$ 3.849,00 por dia, e mais de R$ 115.000,00 por mês de insumos para

geração de vapor. Viabilizando coerentemente a utilização da biomassa como

combustível.

Avaliando os aspectos ambientais inferiu-se que houve otimização da gestão de

resíduos sólidos no estado, geração de renda e emprego neste ciclo, redução da emissão

e concentração de poluentes, além da biomassa apresentar rendimento industrial similar

ou superior a outros combustíveis com menor impacto ambiental e custo;

Quanto as análises dos efluentes produzidos por cada combustível, inferiu-se que

a concentração em porcentagem de CO2 é em torno de quatro vezes a concentração obtida

pelos resultados do laudo no Anexo 2; A concentração de oxido de nitrogênio apresenta um

fator de 384 vezes maior do que o permitido estipulado pelo padrão primário da Resolução

CONAMA n°3 de 1990 ; As concentrações de material particulado estão 31.000 vezes acima

do permitido pela referida; Em relação aos óxidos de enxofre, o laudo do Anexo 2 apresenta

mais de 400 vezes a concentração permitida pela legislação.

Avaliando um cenário geral, a troca de combustíveis ofertou aspectos bastante

positivos. Pois além de economias e otimizações ambientais, a empresa

Com o Protocolo de Kyoto, definitivamente, a utilização de fontes renováveis de energia tornou-se ecológica e politicamente correta. O aproveitamento de resíduos agro-florestais, além de contribuir para minimizar o problema da disposição inadequada na natureza, possibilita ademais uma fonte de renda para o gerador, agregando valor à produção.

O fator decisivo para o sucesso dos processos de geração de energia da biomassa é a sua competitividade face às fontes convencionais, em sua maior parte, com base em combustíveis não renováveis.Os valores de PCS, obtidos neste trabalho, demonstram que é perfeitamente viável a utilização de resíduos, tais como casca de arroz, caroço de pêssego e serragem de eucalipto, para a produção de energia. Pois, além de apresentarem apreciável poder

calorífico in natura, podem ser ainda submetidos à conversão térmica, gerando-se produtos que podem ser utilizados como fontes secundárias de energia.

7.0 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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SANTOS, L. S. F.; Produto do Núcleo José Reis (NJR), ECA/USP n° 39. São Paulo – SP, 2007.

SOUZA, F. X. Casca de Arroz, 1993. Disponível em: <: http://www.ufrgs.br/alimentus/terradearroz/grao/gr_casca.htm>. Acessado em 15 de junho de 2010.

APÊNDICE

APÊNDICE I – Partes da CQNUMC (Anexo I e não-Anexo I do Protocolo de

Quioto)

Anexo I

Alemanha

Austrália

Áustria

Bielo-Rússia

Bélgica

Bulgária

Canadá

Comunidade Econômica Européia

Croácia

Dinamarca

Eslováquia

Eslovênia

Espanha

Estados Unidos da América

Estônia

Federação Russa

Finlândia

França

Grécia

Hungria

Irlanda

Islândia

Itália

Japão

Letônia

Liechtenstein

Lituânia

Luxemburgo

Mônaco

Noruega

Nova Zelândia

Países Baixos

Polônia

Portugal

Reino Unido da Grã Bretanha e Irlanda do Norte

República Checa

República Eslovaca

Romênia

Suécia

Suíça

Turquia

Ucrânia

Não-Anexo I

Afeganistão

África do Sul

Albânia

Angola

Antiga República Iuguslava da Macedônia

Antígua e Barbuda

Arábia Saudita

Argélia

Argentina

Armênia

Azerbaijão

Cazaquistão

Chile

China

Chipre

Cingapura

Colômbia

Congo

Costa do MarfimCosta Rica

Cuba

Djibouti

Dominica

Guiné-Bissau

Guiné Equatorial

Haiti

Honduras

Iêmen

Ilhas Comores

Ilhas Cook

Ilhas Marshall

Ilhas Salomão

Índia

Indonésia

Irã (República Islâmica do)

Bahamas

Bahrein

Bangladesh

Barbados

Belize

BeninBolívia

Bósnia e Herzegovina

Botsuana

Brasil

Burkina Fasso

Burundi

Butão

Cabo Verde

Camarões

Camboja

Mauritânia

México

MianmarMicronésia (Federação dos Estados da)

Moçambique

Mongólia

Montenegro

Namíbia

Nauru

Nepal

Nicarágua

Niger

Nigéria

Niue

Omã

Palau

Panamá

Papua-Nova Guiné

Paquistão

Paraguai

Peru

Qatar

Quênia

Egito

El Salvador

Emirados Árabes Unidos

Equador

Eritreia

Etiópia

Fiji

Filipinas

Gabão

Gâmbia

Gana

Quirguistão

República Árabe da Síria

República Árabe Líbia

República Centro-Africana

República da Coréia

República da Moldávia

República Democrática do Congo

República Democrática Popular da Coréia

República Democrática Popular do Laos

República Dominicana

Geórgia

Granada

GuatemalaGuiana

Guiné

Maldivas

Mali

Malta

Marrocos

Maurício

República Unida da Tanzânia

Ruanda

Samoa

Santa Lúcia

São Cristóvão e Nevis

Israel

Jamaica

Jordânia

Kiribati

Kuaite

Lesoto

Líbano

Libéria

Madagascar

Malásia

Maláui

São Tomé e Príncipe

São Vicente e Granadinas

Senegal

Serra Leoa

Sérvia

Seychelles

Somália

Sri Lanka

Suazilândia

Sudão

Suriname

Tadjiquistão

Tailândia

Timor Leste

Togo

Tonga

Trinidad e Tobago

Tunísia

Turcomenistão

Tuvalu

Uganda

Uruguai

Uzbequistão

Vanuatu

Venezuela

Vietnam

Zâmbia

MCT - Documento Oficial do Status de Ratificação do Protocolo de Quioto - 22/ago/07

APÊNDICE II – GASES DE EFEITO ESTUFA (Anexo A do Protocolo de Quioto)

Gases de efeito estufa

Dióxido de carbono (CO2)Metano (CH4)Óxido nitroso (N2O)Hidrofluorcarbonos (HFCs)Perfluorcarbonos (PFCs)Hexafluoreto de enxofre (SF6)

Setores Categorias de fontes

Energia

Queima de combustívelSetor energéticoIndústrias de transformação e de construçãoTransporteOutros setoresOutrosEmissões fugitivas de combustíveisCombustíveis sólidosPetróleo e gás naturalOutros

Processos industriais

Produtos mineraisIndústria químicaProdução de metaisOutras produçõesProdução de halocarbonos e hexafluoreto de enxofreConsumo de halocarbonos e hexafluoreto de enxofreOutros

Uso de solventes e outros produtosAgricultura

Fermentação entéricaTratamento de dejetosCultivo de arrozSolos agrícolasQueimadas prescritas de savanaQueima de resíduos agrícolasOutros

Resíduos

Disposição de resíduos sólidos na terraTratamento de esgotoIncineração de resíduosOutros