Área de Estudo

Portugal apresenta uma extensa área de floresta (cerca de 3,3 milhões de hectares, 38% do país) (ICNF, 2013) com importância económica, social e ecológica indubitável. Na verdade, verificou-se que em Portugal existe uma elevada quantidade de biomassa residual (entre 3,5 a 5,0 Mt / ano) (DNFF, 2010; Campilho, 2006; Páscoa et al., 2006) que não está a ser explorada e que poderia satisfazer uma parte importante das necessidades de energia do país. A título de exemplo, e no âmbito do Projeto INTERACT, Enes et al. (2017) quantificaram a quantidade de resíduos, tanto florestais como agrícolas em duas áreas distintas: a Bacia Hidrográfica do rio Ave e a Bacia Hidrográfica do rio Sabor, verificando-se que, na primeira, a acumulação anual é de 9791 t de resíduos agrícolas e de 170400 t de resíduos florestais e que, na segunda, os resíduos agrícolas acumulados totalizam 95231 t de biomassa e os resíduos florestais 251121 t.

Considerando que para a produção de 1 megawatt (MW/h ano) de energia elétrica são necessárias, aproximadamente, 10000 t/ano de biomassa vegetal (30% de humidade), conclui- se que a biomassa produzida anualmente na bacia do rio Ave seria suficiente para alimentar uma central com uma potência nominal de 18 MVA e na bacia do rio Sabor, uma central de 35 MVA. Dado que as centrais termoelétricas instaladas em Portugal têm normalmente uma capacidade de 3 a 12 MVA, cada uma destas áreas suportaria a instalação de uma central sem afetar o equilíbrio ecológico local.

De um modo geral, estimou-se nas duas bacias hidrográficas uma produção anual de aproximadamente 526500 t de biomassa agroflorestal residual, com um valor energético de 10 356719 GJ, ou seja, a energia equivalente 178 758 t de petróleo.

Capítulo 1 – Introdução Geral

O espectro do tipo de biocombustíveis obtidos da biomassa agroflorestal é muito vasto, estendendo-se desde biocombustíveis sólidos para a combustão direta, tais como lenhas, estilha, briquetes e pelletes; combustíveis líquidos como óleo vegetal, bioetanol e metanol, até aos combustíveis gasosos, como o biogás ou gás de síntese.

Além da diversidade do tipo de biocombustível, também são vários os tipos de aproveitamento da biomassa vegetal, sendo uma delas a produção de calor, através da combustão. Este calor pode ser utilizado diretamente para aquecimento, como para arrefecimento com chillers de absorção; para produção de energia elétrica através de motores térmicos ou turbinas e geradores que convertem a energia química em energia térmica, esta em energia mecânica e, finalmente, em energia elétrica. Um outro aproveitamento da biomassa vegetal é a sua utilização para a produção de biocombustíveis (líquidos ou gasosos) utilizados nos transportes, como refere Demirbas (2011) e apresentado esquematicamente na Figura 1.1.

Desta forma, é de fácil constatação que a biomassa lenho celulósica pode não só ser convertida num amplo leque de tipos de combustíveis, bem como ser utilizada em diversos processos de transformação, comparativamente a outras fontes de biomassa vegetal que apenas

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Hoje em dia, em Portugal, está divulgada a opinião que este tipo de biomassa só tem aproveitamento para a produção de energia elétrica e tem-se menosprezado outros tipos de utilização, como por exemplo a produção de calor (aquecimento) que necessita de uma logística muito mais simples, de um investimento inicial reduzido e apresenta uma eficiência energética muito superior, comparativamente à produção de energia elétrica. Assim, em alternativa à construção de centrais para produção de eletricidade, sugere-se que a estratégia mais correta para uma utilização racional deste recurso natural poderá passar, por exemplo, pelo incentivo da utilização da biomassa para produção de energia térmica utilizada em aquecimento doméstico ou de média dimensão (ex. pavilhão desportivo), baseada num ciclo de produção/consumo de proximidade, que contemple o menor número de intervenções ao longo da cadeia de valor, com custos de investimento inicial, funcionamento e manutenção diminutos.

Deste modo, julga-se extremamente importante dos pontos de vista socioeconómico e ambiental, e de fácil execução a nível municipal/regional, a implementação de um sistema que promova a recolha dos resíduos agroflorestais produzidos na região, a respetiva transformação em estilha e a sua utilização em unidades de para aquecimento de infraestruturas locais (ex. escolas e infantários, piscinas municipais, lares de 3ª idade, edifícios públicos, etc.), muitas das quais são atualmente aquecidas recorrendo a combustíveis fósseis ou a eletricidade, com custos de funcionamento incomparavelmente mais elevados, comparativamente aos sistemas de aquecimento análogos a biomassa florestal residual.

Da leitura de trabalhos realizados neste domínio, por outros autores, são notórios os benefícios económicos da utilização da biomassa agroflorestal como alternativa aos combustíveis fósseis. Por exemplo, Mourinho (2011) refere, num trabalho realizado para duas piscinas em S. Bartolomeu de Messines, uma poupança anual entre 70000 € a 100000 €, com um período de retorno de investimento de 2,6 a 3,6 anos, substituindo o sistema de aquecimento a gasóleo por uma combinação entre uma caldeira a biomassa florestal e um conjunto de painéis térmicos. Um outro exemplo é apresentado por Araújo (2014) que realizou um estudo sobre a viabilidade técnica e económica da substituição do aquecimento das piscinas municipais de Paredes de Coura (Minho) de gás natural por biomassa florestal residual, tendo concluído que com esta substituição o custo anual da energia para aquecimento das piscinas passaria de 41000 € para 2400 €, sendo o retorno do investimento na substituição das caldeiras obtido após 3,7 anos.

Posteriormente, Aranha (2015) realizou um estudo para o Município de Amarante sobre o consumo energético de uma caldeira com potência de 50 kW a instalar num Centro Escolar do

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concelho. Neste trabalho, o autor verificou que a fatura energética varia muito em função do tipo de combustível utilizado: eletricidade, gás natural, pelletes e estilha lenhosa e conclui que os custos anuais com a eletricidade são mais do dobro comparativamente com o uso de pelletes e 16 vezes superiores do que a alternativa ao uso de biomassa florestal sob a forma de estilha.

No entanto, como já referiam Börjesson (1996) e Carinhas (2004) a sustentabilidade deste tipo de exploração depende, em grande parte, da eficiência e do correto planeamento das operações bem como do delineamento de percursos no que diz respeito à logística de exploração e extração da biomassa, uma vez que os custos associados ao transporte podem ser altamente limitativos à retirada da biomassa da floresta.

Assim, a utilização sustentável das fontes de biomassa vegetal exige repensar a atual cadeia de processamento desta potencial fonte alternativa de combustível de uma forma mais eficiente, incluindo não só a produção de energia, mas também toda a cadeia de transformação em outros produtos de valor acrescentado. Para implementar o uso deste tipo de combustível é, todavia, necessário quantificar e caracterizar em termos termoquímicos e físicos cada tipo de resíduo agroflorestal, informação crucial não só para a análise económica do investimento e a otimização da logística de transporte e processamento da biomassa, como para a adequação de cada tipo de biomassa ao processo de transformação.

A importância deste trabalho justifica-se, desde logo, pelo facto de ainda ser muito limitado o conjunto de informações relacionadas com a quantificação e caracterização de cada tipo de biomassa agroflorestal em Portugal.

De acordo com Aranha et al. (2008) em grande parte dos inventários florestais tradicionais, a avaliação da biomassa resultante de regeneração natural de pinheiro-bravo e de outras espécies, é um parâmetro preterido a favor de outros até agora considerados mais importantes. Este resultado decorre do facto de a biomassa ser considerada, até agora, um resíduo e não um recurso. A não determinação da biomassa de regeneração poderá levar à subestima da quantidade de biomassa total disponível no terreno, e influenciar desfavoravelmente a tomada de decisão ao nível da gestão florestal.

Almeida et al. (2009) reforçaram que a importância dos povoamentos de pinheiro-bravo no território nacional apoia a necessidade de um maior conhecimento da sua ecologia e ordenamento. Segundo Fonseca (2004) a considerável área de ocupação de pinheiro-bravo em Portugal continental aliada à importância socioeconómica desta espécie a nível nacional e

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desenvolvimento de trabalhos no âmbito da avaliação do potencial produtivo e gestão dos povoamentos, visando aperfeiçoar a condução do pinhal.

Nos últimos 15 anos a área de floresta de pinheiro bravo tem vindo a diminuir constantemente devido ao abandono dos terrenos resultante do despovoamento do interior do país, a pragas e doenças e, essencialmente à ocorrência de incêndios florestais (ICNF, 2013). Contudo, esta espécie ainda tem grande expressão no Norte e Centro do País, ocupando a maior parte da sua área florestal (AFN, 2010).

De acordo com Fernandes & Rigolot (2007) o pinheiro-bravo é parcialmente termodeiscente, e as sementes armazenadas nas pinhas são a principal fonte de regeneração pós- incêndio, uma vez que o banco de sementes no solo é escasso e pouco duradouro. Neste sentido, Almeida et al. (2009) com base num estudo de avaliação de regeneração natural de pinheiro- bravo no Vale do Tâmega decorrido um período de 5 anos após fogo, referem que a capacidade de regeneração natural pós-fogo do pinhal apresenta-se como garantia da perpetuação dos povoamentos e simultaneamente uma oportunidade a ter em conta num contexto de crescente valorização da biomassa florestal.

Como já foi mencionado, nos últimos anos tem sido referido com frequência o aproveitamento de biomassa florestal como fonte para a produção de bioenergia. Segundo Silva et al. (2012) o surgimento recente das indústrias emergentes de bioenergia na fileira do pinho, levaram a um aumento da pressão exercida pela procura do sobre o recurso pinheiro bravo, obrigando toda a fileira a readaptar-se a esta nova realidade inevitável e irreversível. Os mesmos autores salientam, ainda, a necessidade de conhecimento em domínios específicos de algumas áreas, tais como os padrões de crescimento nos primeiros anos e a capacidade germinativa de árvores jovens, para o desenvolvimento de novos modelos de silvicultura, na gestão do pinhal bravo perante esta nova realidade. De facto, existe uma lacuna quanto à dinâmica de desenvolvimento e aos ritmos de crescimento da espécie para idades juvenis até aos 15 anos. Esta informação é essencial quando se pensa em utilizar ou produzir material de pequenas dimensões, nomeadamente biomassa para energia. Nestas circunstâncias, ter-se-á interesse em promover revoluções bastante mais curtas do que as tradicionalmente seguidas (com antecipação para os 12-17 anos em vez dos usuais 35-45 anos).

Os diagramas de gestão de densidade, baseados em modelos alométricos, são procedimentos simples e eficazes para exibir as complexas relações dimensionais de desenvolvimento dos povoamentos. Estes diagramas poderão ser um suporte fundamental para as diretrizes de condução dos povoamentos de regeneração, por exemplo de pinheiro-bravo, por

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forma a gerir o pinhal para aproveitamento da biomassa nas idades precoces e lenho de qualidade nas idades avançadas A investigação realizada por Luis e Fonseca (2004), acerca da linha de máxima-densidade para o pinheiro-bravo, em Portugal, permite a identificação de orientações silvícolas de gestão da densidade, de acordo com diferentes objetivos, para povoamentos com um diâmetro mínimo de 10 cm. Esse trabalho carece de continuidade, de modo a abranger a etapa fundamental do início do desenvolvimento dos povoamentos, atrás enunciada. Perante a alteração de objetivos de gestão, visando rotações mais curtas, é de extremo interesse ampliar o domínio de conhecimento da linha de máxima densidade, para o estádio juvenil, de modo a permitir gerir os povoamentos em rotações muito mais curtas do que o padrão tradicional.

A crescente procura por biomassa florestal, para produção de energia, esperada para os próximos anos em Portugal, faz com que se intensifiquem as preocupações relativamente à sua disponibilidade. Da reflexão acerca de esta problemática, surge o desenvolvimento deste trabalho que procura novas formas de aproveitamento do pinheiro-bravo.