DESCRIÇÃO E FLUXOGRAMA DO PROCESSO

Para um melhor entendimento da realidade dos carvoeiros e das carvoarias, no que diz respeito à exposição dos trabalhadores e à contaminação atmosférica dos ambientes de trabalho, será feita a seguir uma abordagem sobre o processo de produção do carvão vegetal e as emissões atmosféricas provenientes do mesmo.

As árvores, geralmente eucalipto ou pinho, de três a cinco anos de idade são cortadas, desgalhadas (retirada dos galhos) e os troncos cortados em tamanhos apropriados, são cuidadosamente arrumados dentro dos fornos (Detalhes sobre os fornos serão apresentados a seguir). As portas dos fornos são fechadas com tijolos e com barro (argila) e o fogo é colocado numa abertura localizada no topo ou na lateral dos mesmos. A combustão incompleta da madeira é a condição básica para a produção do carvão e é chamada de carbonização (SMITH, et al., 1999; DIAS, et al., 2002; KATO, 2003; KATO, et al., 2004; KATO et al., 2005).

O fluxograma simplificado do processo de produção de carvão vegetal está representado na Figura 1.

Figura 1. Fluxograma simplificado do processo de produção do carvão vegetal Corte da Madeira

Transporte e Empilhamento na Porta dos Fornos

Abastecimento dos Fornos

Carbonização e Resfriamento

Retirada do Carvão de dentro dos Fornos

1.1.1. Os Fornos

No passado, os fornos eram predominantemente construídos no solo, em covas retangulares, próximas à área que estava sendo explorada. Estes processos ainda podem ser encontrados em algumas regiões carentes do Brasil, África e Ásia. Têm baixo rendimento e agridem severamente as raízes das árvores, matando-as por aquecimento do solo. Atualmente, os fornos são estruturas de alvenaria, construídos com tijolos e com barro (argila do próprio local) e podem ter formato cilíndrico ou semicircular (Figuras 2 e 3). O diâmetro interno varia de 3 a 8 metros, sendo os de 5 metros os mais comuns. A altura no centro do forno é variável, dependendo da capacidade de produção e da tecnologia adotada, sendo os de 2,15 metros os mais comuns. No Estado de Minas Gerais existem carvoarias onde os fornos comportam a entrada de gruas ou caminhões, para a descarga da madeira. Todos os fornos de alvenaria são dotados de orifícios, chamados de tatus e baianas, distribuídos ao longo das paredes e no topo dos fornos, por onde sai a fumaça oriunda da queima da madeira. Alguns fornos também possuem chaminés localizadas nas laterais e esta é uma opção que garante a produção de um carvão de melhor qualidade. Dependendo da empresa, além do tamanho e forma, os fornos podem contar com câmara de combustão externa e/ou sistemas recuperadores de alcatrão (ZUCHI, 2002; FERREIRA, 2000; SMITH et al., 1999). Esta condição, no entanto, ainda não foi encontrada nas carvoarias do Estado da Bahia.

Figura 2. Forno de alvenaria, cilíndrico, apresentando os orifícios e chaminés por onde sai a fumaça.

Figura 3. Forno de alvenaria, semi-circular, sem chaminé, apresentando os orifícios por onde sai a fumaça.

Orifícios (tatús ou baianas). Orifício superior; onde se

coloca o fogo inicial.

1.1.2. A Carbonização

A carbonização é a pirólise da madeira em ausência de oxigênio, cujo produto final é o carvão. Na Tabela 1 encontram-se os produtos de carbonização, obtidos em laboratório, do Eucalyptus Grandis, uma das espécies mais utilizadas na produção de carvão vegetal.

Tabela 1. Produtos da Carbonização de Madeira Anidra.

Produto (% massa)

Carvão com 86% de carbono fixo 33,0 - 35,0 Líquido Pirolenhoso

(ou Ácido Pirolenhoso) 33 - 35,5 Alcatrão Insolúvel 6,5 - 7 Gases Não Condensáveis 25,0

Fonte: (FERREIRA, 2000; REZENDE et al., 1994).

O processo de carbonização pode ser dividido em quatro fases (FERREIRA, 2000):

a) secagem da madeira, com vaporização da água;

b) pré-carbonização, fase ainda endotérmica em que se obtém uma fração do líquido pirolenhoso e pequena quantidade de gases não condensáveis, cujas composições encontram-se nas Tabelas 2 e 3;

c) carbonização, reação rápida e exotérmica, na qual parte da madeira é carbonizada e a maioria do alcatrão solúvel e do ácido pirolenhoso são liberados;

Tabela 2. Constituintes Principais dos Gases Não Condensáveis.

Produto (% massa)

Hidrogênio 0,63 Monóxido de Carbono (CO) 34

Dióxido de Carbono (CO2) 62

Metano 2,43 Etano 0,13

Fonte: (FERREIRA, 2000)

Tabela 3. Constituintes Principais do Ácido Pirolenhoso.

Produto (% massa) Água 80 Ácido Acético 9,3 Ácido Fórmico 0,3 Ácidos Superiores 0,4 Metanol 3,3 Acetona 0,8 Acetato de Metila 0,5 Alcatrão Dissolvido 5,0 Outros 0,5 Fonte: (MEDEIROS, 1999)

O controle do processo de carbonização é feito visualmente por um trabalhador (conhecido como carbonizador) que vai fechando gradativamente os orifícios, com barro (processo denominado de barrelamento), à medida que a fumaça, que inicialmente era esbranquiçada, se torna azulada (Figuras 4 e 5). Todo o processo da queima até o resfriamento e descarga dura de cinco a nove dias, a depender se a madeira está seca ou úmida e do tamanho do forno. Os fornos de 5 m de diâmetro produzem até 25 m3 _{de carvão por fornada,} dependendo da eficiência da carbonização. A eficiência real é bastante inferior à teórica,

principalmente por não haver recuperação do alcatrão e não serem usados os gases não condensáveis na maioria das instalações (REZENDE, 1994; FERREIRA, 2000; DIAS et al., 2002; KATO et al., 2004; KATO et al., 2005;).

Finda a combustão, após o resfriamento do forno, o carvão é removido manualmente e empilhado na parte externa, onde ficará aguardando ser carregado para os caminhões.

Figura 4. Forno emitindo fumaça nas tonalidades branca, parda e azul, após estar carbonizando por um ou dois dias.

Figura 5. Forno carbonizando há mais de dois dias, emitindo quantidade menor de fumaça. Fumaça Branca Fumaça Parda Fumaça Azul Fumaça Parda Fumaça Azul Fumaça Branca

1.1.3. O Carregamento do Carvão

O processo de carregamento do carvão para os caminhões geralmente é feito manualmente. Os caminhões são do tipo gaiola e o trabalhador deve subir uma escada de cerca de 5 metros de altura com cestos ou bombonas plásticas, cheios de carvão apoiados na cabeça, conforme mostrado na Figura 6. O número de vezes que o trabalhador sobe a escada, por cada caminhão, é em torno de 180, dependendo da capacidade do caminhão e do número de trabalhadores transportando cestos. O tempo gasto nesse processo é de várias horas e na maioria das vezes o trabalhador, além da poeira proveniente da movimentação do carvão, se expõe a grandes quantidades de fumaça provenientes de fornos vizinhos em diferentes fases de carbonização. Vale ressaltar que o esforço físico aumenta em várias vezes a freqüência respiratória, contribuindo para a inalação de uma quantidade muito maior dos contaminantes atmosféricos, fato este que não é revelado nos resultados de concentrações atmosféricas obtidos na zona respiratória dos trabalhadores e nem é levado em conta na definicição dos limites permissíveis de exposição. Em raros casos a empresa dispõe de silos de carvão, como os da Figura 7, sob os quais o caminhão estaciona e é rapidamente carregado, gastando, em média, 5 minutos.

Figura 7. Silo de carvão. Os caminhões chegam pela parte de baixo do silo. As comportas são abertas manualmente por um trabalhador para que o caminhão receba a carga de carvão.

1.2. EMISSÕES PARA A ATMOSFERA E CONTAMINAÇÃO DO AMBIENTE DE