5 – APRESENTAÇÃO, ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
5.1 – POTENCIAL E CARACTERIZAÇÃO DOS RESÍDUOS LIGNO CELULÓSICOS UTILIZADOS NOS BRIQUETES EM ESTUDO
5.1.1 – Potencial dos resíduos utilizados em briquetes no DF e GO
Conforme mencionado na Seção 2, um dos poucos registros existentes sobre o potencial de resíduos ligno-celulósicos brasileiros, diz respeito à produção anual das colheitas agrícolas e florestais. Essas informações permitem quantificar o total de resíduos ligno-celulósicos em determinada região. A Tabela 5.1 apresenta uma estimativa da produção total de algodão, cana-de-açúcar e madeira em toras, bem como as percentagens de resíduos gerados nessas colheitas no Brasil, DF e GO, considerando-se o ano-base de 2003.
Tabela 5.1 – Produção agrícola, florestal e geração de resíduos ligno-celulósicos no Brasil, DF e GO para 2003
MATÉRIA-PRIMA AGRÍCOLA E PRODUÇÃO
FLORESTAL FORMAÇÃO DE RESÍDUOS PORCENTAGEM GERADA NA COLHEITA (%) TOTAL GERADO NO BRASIL TOTAL GERADO NO DF + GO BRASIL DF + GO Algodão (x 106 t) 4,18 0,33 50a 2,09 0,16 Cana-de-açúcar (x 106 t) 396,01 12,92 28b 1100,88 3,62 Madeira em tora (x 106 m3) 20,66 0,04 50c 10,33 0,02
a= Cuchet et al. (2004); b = BRASIL (1984); c = Wamukonya; Jenkins (1995).
Conforme a Tabela 5.1, percebe-se que a produção nacional e local (DF + GO) de cana-de- açúcar é expressiva, com potencial para o uso em briquetes. No caso do algodão, a produção local é cerca de 8% da produção nacional. Para a madeira, porém, observa-se que o DF e GO não são produtores potenciais, já que a sua maior parte vêm do Norte do País e, comumente, passam por beneficiamento prévio nos locais de origem, quando é realizado o seu desdobro. Contudo, as serrarias e indústrias de móveis dessa região também geram serragem de madeira, passível de ser aproveitada na produção do briquete, em vez de ser, simplesmente, queimada ou depositada ao ar livre, causando poluição.
5.1.2 - Caracterização dos resíduos (matérias-primas) do briquete
É essencial estudar o comportamento dos resíduos ligno-celulósicos para a sua aplicação na briquetagem. Neste trabalho foi realizada a caracterização do resíduo de semente de algodão e das serragens de madeira, por se tratar das matérias-primas empregadas na produção dos briquetes analisados (ver item 5.2.2). A Figura 5.1 apresenta os resíduos aproveitados na fabricação dos briquetes objeto de estudo.
(a) (b)
(c) (d)
Figura 5.1 – Resíduos utilizados na fabricação dos briquetes analisados. a) serragem de madeira produzida na indústria de briquetes; b) serragem de madeira das serrarias e
indústrias de móveis; c) serragem de pinus e; d) resíduo de semente de algodão. A Tabela 5.2 apresenta o resultado da caracterização da serragem produzida na indústria de briquetes (SM1), da serragem gerada nas serrarias e indústrias de móveis (SM2), da serragem de pinus (SM3) e do resíduo de semente de algodão (RA), matérias-primas dos briquetes analisados.
Tabela 5.2 – Caracterização das serragens de madeira e da casca de semente de algodão utilizadas na fabricação dos briquetes analisados
PROPRIEDADE CASCA DE SEMENTE DE ALGODÃO SERRAGEM DE MADEIRA Teor de umidade [%] 49,34 SM1 = 28,63 SM2 = 19,74 SM3 = 51,31 Teor de cinza [%] 8,44 2,10
Teor de matérias voláteis [%] 78,98 89,02
Teor de carbono fixo [%] 12,58 8,88
Massa específica a granel [kg/m3]
(base úmida) 359,04
SM1 = 228,18 SM2 = 184,49 SM3 = 274,83
Poder calorífico superior [kcal/kg] 4.465,37 4.532,95
Tomando-se como base o valor ideal para o teor de umidade das matérias-primas dos briquetes, entre 8 e 12%, os valores obtidos apresentaram-se expressivos, indicando a necessidade de secagem para atingir a umidade ideal, tornando a tecnologia de briquetagem mais dispendiosa. A Tabela B.1 do Apêndice B, apresenta os resultados do ensaio de teor de umidade dos resíduos utilizados na fabricação dos briquetes utilizados neste trabalho.
Os resultados dos teores de umidade dos resíduos empregados na fabricação dos briquetes estudados, apresentaram valores muito maiores que o limite apontado pela norma austríaca ONORM M 7135:2000.
O resíduo de semente de algodão apresentou valor superior à serragem de madeira, implicando em maior dispêndio de horas/homem de trabalho para a sua remoção dos cinzeiros. O expressivo teor de cinza dos resíduos agrícolas é esperado, e em parte, deve-se ao alto teor de sílica presente nesses substratos. Comparando estes teores de cinzas com o limite prescrito na norma ONORM M 7135:2000, que é de 0,5%, observa-se que eles estão bem acima do valor preconizado.
A porcentagem de matérias voláteis do resíduo da casca de semente de algodão está no intervalo entre 76 e 86% (base seca), estabelecido para biomassa vegetal, conforme mencionado na Seção 3. No entanto, a serragem de madeira apresentou valor superior ao do resíduo de semente de algodão e pouco acima do intervalo referido anteriormente.
Conforme mencionado na Seção 3, a quantidade de matérias voláteis influencia o comportamento de decomposição e a combustão do briquete produzido. Nesta caso, o resíduo de semente de algodão é mais adequado.
Quanto à massa específica a granel, observou-se que a serragem de madeira apresentou valor inferior a do resíduo de semente de algodão, podendo tornar seu custo de transporte mais oneroso e em conseqüência, tornar o briquete mais caro. Observa-se que o valor desta propriedade depende da granulometria e do teor de umidade. Como esse ensaio foi realizado com o material úmido, o teor de umidade, assim como o tamanho das partículas, influenciaram no resultado. A Tabela B.2, do Apêndice B, apresenta os resultados do ensaio de massa específica a granel dos resíduos utilizados na fabricação dos briquetes usados neste trabalho.
Conforme as Tabelas A.1 a A.4 do Apêndice A, e a Figura 5.2, a seguir, percebe-se que os resíduos SM3 e RA possuem dimensões menores que SM1 e SM3, fora dos limites recomendados por Grover; Mishra (1996). Disso decorre uma maior massa por unidade de volume, e consequentemente, maior massa específica a granel.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,0010 0,0100 0,1000 1,0000 10,0000 100,0000 Diâm e tro (m m ) Po rc en te g e m R et id a A cu m u lad a ( % ) SM1 SM2 SM3 RA
Figura 5.2 – Curvas granulométricas dos resíduos SM1, SM2, SM3 e RA, matérias-primas dos briquetes analisados.
No que se refere ao poder calorífico superior, todos os resíduos apresentaram valor próximo do poder calorífico superior da madeira, de acordo com a bibliografia consultada (ver Seção 2), entre 4500 e 5000 kcal/kg.
5.2 – DESCRIÇÃO DA INDÚSTRIA DE BRIQUETE E CARACTERIZAÇÃO DO