DOS GASES NA UC
5.1. Metodologia de ACV no trabalho. 5.2. Inventário do Ciclo de Vida.
5.3. Avaliação do Impacto do Ciclo de Vida.
___________________________________________________________________________ Neste capítulo, a queima dos gases de carbonização e a geração de eletricidade serão avaliadas sob o ponto de vista ambiental, por meio de uma ACV, elaborada com base nas normas ISO 14040 (ISO, 2006a), conforme discutido na seção 2.4. Primeiro, será abordada a maneira que a metodologia é aplicada no estudo e as principais considerações e limitações envolvidas. O próximo passo consiste na elaboração do ICV, a base de dados ambientais do estudo. Finalmente, será realizada uma AICV comparativa, entre os seguintes cenários:
Cenário 1: Produção de carvão vegetal do eucalipto sem queima de gases (Cenário Base) Cenário 2: Produção de carvão vegetal com queima dos gases
Cenário 3: Produção de carvão vegetal com queima de gases e geração de eletricidade
5.1. Metodologia de ACV no trabalho
5.1.1 Definição do Objetivo e do Escopo
O objetivo da ACV neste trabalho é avaliar a mudança nos aspectos ambientais decorrentes da queima dos gases da carbonização e da geração de eletricidade dentro do sistema produtivo do carvão vegetal produzido em fornos retangulares, através de uma análise comparativa.
A aplicação almejada desta ACV é que seus resultados possam:
- Propor mudanças no sistema produtivo do carvão vegetal produzido por fornos retangulares com base em ganhos ambientais significativos.
- Subsidiar futuros estudos de ACV em setores produtivos que utilizam a madeira de eucalipto e o carvão vegetal, através da elaboração dos ICVs destes insumos, assim como possíveis abordagens que visem formas de tratamento ou outras formas de uso econômico ou não dos gases de carbonização.
O estudo será comunicado a comunidade acadêmica e as empresas do setor, através deste documento e pela elaboração de artigos científicos em jornais e revistas relacionados ao tema.
5.1.2. Função e unidade funcional.
A função do sistema considerado é a de produzir carvão vegetal com uso da biomassa produzida em florestas plantadas de eucalipto. Considera-se que o carvão em questão não é um produto final e sim intermediário, portanto, este estudo apresenta um ponto de vista de ACV cradle to gate, com foco em sua produção e não no uso final. A unidade funcional e o fluxo de referência do estudo compreendem uma tonelada de carvão vegetal, deste modo, todos os fluxos de entradas e saídas e os resultados do ICV são calculados com base neste valor.
5.1.3. Limites do Sistema.
A Figura 5.1 mostra os limites do sistema, considerando os subsistemas de produção florestal e UC, onde a madeira é transformada em carvão vegetal.
O subsistema produção florestal compreende as etapas de preparação do solo, plantio, manutenção da floresta, corte das árvores e transporte para a UC. O ciclo de vida da floresta varia de 7 a 21 anos, tempo entre o plantio, primeira colheita das árvores aos 7 anos, condução das rebrotas e uma ou no máximo duas novas colheitas, sendo, portanto, um ciclo de duas a três rotações, o que dependerá da produtividade apresentada por cada talhão4 na
época da colheita. Normalmente, é esperado um decréscimo de produtividade em torno de 10% para a segunda e 20% para a terceira colheita em relação ao primeiro corte. Este estudo irá considerar um ciclo médio de duas rotações para contabilizar os insumos consumidos no sistema, e também, quando apropriado, serão utilizados valores inventariados anuais médios da fazenda no ano de 2015, sendo este ano um valor representativo do ciclo de vida real da floresta como um todo.
A produção florestal consome, primeiramente, as mudas de eucalipto, que vem de fora do sistema, produzidas em viveiros de terceiros. Diesel é utilizado nas operações de preparação do solo, plantio, cortes e transporte. Calcário é utilizado na etapa de preparação do solo, com o objetivo de regular seu PH. Também são utilizados agrotóxicos nas operações de capina química (Glifosato) e de controle de pragas (Sulfuramida), que são realizadas durante todo o ciclo. A adubação do solo, que objetiva o provimento de nutrientes as plantas, principalmente o nitrogênio (N), o fósforo (P) e o potássio (K), em formulações de NPK, é realizada durante as etapas de preparação do solo e também na fase de manutenção da floresta.
O subsistema UC compreende as operações de movimentação da madeira, onde as toras são colocadas do pátio para dentro dos fornos de carbonização, carbonização e a expedição do carvão, que diz respeito à retirada do carvão do forno e sua preparação para o transporte do produto. Durante a carbonização ocorre a emissão dos gases da carbonização, que podem ser emitidos diretamente para a atmosfera, queimados nos queimadores de gases ou utilizados para a geração de energia em um grupo gerador, de acordo com os cenários a serem avaliados). Este subsistema consome principalmente o diesel nas operações de movimentação e expedição, além de eletricidade gasta nos escritórios e na iluminação da UC.
4 Unidade mínima de cultivo uniforme de uma propriedade, construído com base em relevo e planejamento de
No mesmo subsistema ocorre a geração de resíduos florestais, que consistem basicamente de cascas e galhos remanescentes que se desprendem das toras de eucalipto durante a operação de movimentação da madeira, os quais são retirados da UC e utilizados como adubo orgânico nas áreas da fazenda, para melhoria das condições do solo local.
Outra saída do sistema é a energia elétrica, produzida a partir dos gases de carbonização. Quando a energia dos gases é recuperada para a geração de eletricidade e enviada ao Sistema Interligado Nacional (SIN) considera-se que o consumo de recursos naturais e a emissão de poluentes pela produção de uma nova quantidade de energia no SIN são evitados, ou seja, impedindo os aspectos ambientais que seriam causados pela operação e construção de uma hidroelétrica ou de uma termoelétrica a gás natural, por exemplo. Deste modo, diferente das outras entradas e emissões, a energia é considerada como uma entrada negativa de aspectos ambientais na ACV.
Entretanto, deve-se considerar que, apesar da queima dos gases de carbonização reduzir os compostos em CO2 e água, ela gera novos tipos de poluentes como, por exemplo, os óxidos de
nitrogênio, que serão abordados mais adiante na elaboração do ICV.
5.1.4. Fronteiras Geográfica, Temporal e Tecnológica.
Os dados coletados para a realização desta ACV foram obtidos na Fazenda e na UC da Plantar Siderúrgica localizada em Itacambira, MG, entre anos de 2010 a 2015, durante visitas técnicas ao local.
A fazenda está localizada nas coordenadas: 43° 18’ 32” W 17° 03’ 53” S, em uma região de transição entre o Cerrado e a Caatinga. Possui uma altitude média de 1100 m acima do nível do mar, precipitação média anual de 917 mm, e temperatura de 24,5 °C.
A alteração do uso do solo iniciou em 1975, e hoje existem cerca de 20.488 hectares de florestas plantadas de eucalipto. No total, a fazenda conta com 36.092 ha, sendo que 38% constituem áreas de proteção ambiental, compondo as Áreas de Preservação Permanente (APPs), corredores de fauna e reserva legal.
O plantio de eucalipto é realizado com espaçamento de 9 m² (3 x 3 m), gerando uma madeira com densidade média básica de 0,48 g/cm³, com uso de clones híbridos de eucalipto “urograndis”. Em média, a fazenda produz 705.000 m³ de eucalipto por ano. Entretanto, este valor pode variar de acordo com a produtividade da fazenda, sujeita as variações climáticas, principalmente ao regime de chuvas. A produtividade de carvão é de 564.000 MDC anuais.