Os resíduos sólidos produzidos no Brasil são um problema crescente à medida em que o país se desenvolve e sua produção acompanha esse comportamento. Em todos os setores observa-se aumento da preocupação com a deposição de material residual de forma ambientalmente segura, principalmente devido ao desenvolvimento de leis para regular e impedir o descarte incorreto desses materiais. As medidas tomadas na atualidade estão voltadas para o gerenciamento desses resíduos de forma sustentável visando a reciclagem e o aproveitamento desses materiais em diversos setores como o agrícola, em áreas degradadas ou de floresta (MATOS, 2014).
A produção de biochar pode ser realizada a partir da seleção de diversos materiais orgânicos, sendo os mais comuns provenientes das atividades agrícolas. As matérias-primas podem incluir: cavacos de madeira, serragem, restos de podas de árvores, resíduos de culturas, dejetos de animais, estercos, lodos, entre outros (LORENZ; LAL, 2014).
Em relação ao Brasil, muitos são os setores agrosilvipastoris que produzem resíduos orgânicos que podem ser destinados à pirólise e produção de energia, seja por sua finalidade atual já incluir o uso na produção de energia, seja pela elevada produção desse resíduo, ou até mesmo pela problemática de destinação de resíduos patogênicos.
A Política Nacional de Resíduos Sólidos, Lei 12.305/2010 dispõe, entre as diversas definições, sobre as diretrizes relativas à gestão integrada e ao gerenciamento de resíduos sólidos. Essa Política designa que a Lei está sujeita às pessoas físicas ou jurídicas, responsáveis, direta ou indiretamente, pela geração de resíduos sólidos. A Lei 12.305/2010 define a destinação final ambientalmente adequada incluindo a reutilização, reciclagem, compostagem, recuperação e o aproveitamento energético, observando normas operacionais específicas de modo a evitar danos ou riscos à saúde pública e ao ambiente. Essa política também prevê a seguinte prioridade em relação aos resíduos: não geração, redução, reutilização, reciclagem, tratamento dos resíduos sólidos e disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos.
Listados abaixo estão alguns dos resíduos que possuem potencial para serem aplicados na pirólise e obtenção de biochar:
- Serragem: A serragem é proveniente do processamento industrial da madeira e é classificada como resíduo lignocelulósico. Não apresenta elevada variabilidade uma vez que é formada por um único tipo de vegetal (i.e., eucalipto em grande parte) e é classificada por ter 12% do tamanho original da matéria-prima. Sua destinação principal inclui a geração de
energia, através de sua queima e aplicação na produção animal como cama de frango (TEIXEIRA, 2005; WIECHETECK, 2009). Segundo relatório do IPEA, divulgado em 2012 com base em dados coletados em 2009 a produção de resíduos provenientes do processamento mecânico de madeira, no Brasil, foi de aproximadamente 50 milhões de metros cúbicos, sendo o sul e sudeste principais responsáveis por essa produção.
- Casca de Arroz: A casca de arroz é proveniente do beneficiamento da cultura. Atualmente gerada em larga escala tendo em vista que o arroz é uma das culturas principais no Brasil, a casca corresponde a cerca de 20% da produção total de arroz (IPEA, 2012). Mais usualmente esse resíduo é empregado na produção de energia utilizada no próprio processamento do arroz após ser colhido. Suas cinzas são amplamente utilizadas como condicionadores de solo e até mesmo em misturas para aplicação como substrato. É um material com alto teor de celulose e sílica, e tem sua taxa de degradação muito elevada, portanto não é comum sua aplicação direta no solo (POUEY, 2006). A Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB) estima que a produção de arroz para safra 2014/2015 possa alcançar em torno de 12 milhões de toneladas, sendo produzido na safra 2013/2014 o mesmo valor aproximado, de cerca de 2,4 milhoes de toneladas (CONAB, 2014).
- Dejeto de Galinha: Os resíduos provenientes da produção de aves de postura são extremamente complexos contendo elevados níveis de material orgânico juntamente com outros elementos tóxicos, além de patógenos. O potencial poluente desse material é alarmante, principalmente quando ocorre ausência de tratamento adequado para sua disposição no solo. Nesse sentido, foram criadas leis para estabelecer requisitos mínimos que garantam a utilização dos resíduos agrícolas com segurança ambiental (AUGUSTO, 2007). A utilização de dejeto de galinha como fertilizante é amplamente estudada e utilizada no processo de produção desses animais, incluindo seu uso em compostagem, além da produção de energia através de sua combustão e biodigestor. Sua composição geralmente inclui elevados teores de nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K). Em sistema de produção de galinha poedeira a produção de dejetos é de aproximadamente 0,1 kg por animal em um dia (AUGUSTO, 2007).
Segundo os dados do IPEA (2012), a geração decorrente da criação de galinha como aves de postura para o ano de 2008 foi de 11,8 milhões de toneladas, sendo reflexo da produção que atingiu aproximadamente 208,9 milhões de cabeças nesse mesmo período. As regiões do Brasil que mais contribuíram para esses valores foram o Sudeste e o Sul.
- Palha de Cana-de-açúcar: Segundo a CONAB, a área destinada à produção de cana de açúcar para atividade sucroalcoleira será de mais de 9 milhões de hectares, com 50% desse total concentrado no estado de São Paulo e apresentando um crescimento no total de 3.6% da
área plantada referente à safra anterior. A produção de cana referente à safra de 2013/2014 foi de mais de 600 milhões de toneladas no Brasil (CONAB, 2014).
A cana é cultivada majoritariamente para produção de açúcar e biocombustível e a sua participação na geração de resíduos agrícolas é realizada através da geração de bagaço, torta- de-filtro e vinhaça, que podem ser empregados em diversos setores como geração de energia, alimentação animal, fertilizantes. A palha gerada da colheita de cana representa cerca de 14 toneladas por hectare, dependendo da produtividade resultante, e seu enfoque principal de uso é para fins de produção de energia, onde vem recebendo atenção crescente principalmente advinda da possibilidade de produção do etanol de 2ª geração (LEAL et al., 2013).Dessa forma tem-se que a produção de palha de cana-de-açúcar pode ser estimada em 126 mil toneladas.
Portanto é interessante notar o potencial de produção agrícola brasileiro juntamente com a geração de resíduos que devem ser disponibilizados de forma ambientalmente segura. A atenção direcionada à produção de energia a partir da utilização desses resíduos compõe parte fundamental do potencial da produção de biochar no setor agrícola.
3 MATERIAL E MÉTODOS
Seguindo a sequência dos objetivos propostos no presente estudo, a apresentação da metodologia será ordenada em quatro itens. Os três primeiros estão relacionados ao objetivo de caracterizar diferentes biochars e avaliar a influência das matérias-primas e condições de produção nas propriedades do produto final. O quarto item é exclusivamente direcionado para aplicação de dois materiais constrastantes e seus respectivos biochars, para averiguar o potencial de redução da emissão de CO2 e N2O.