Avaliação do potencial energético da biomassa florestal residual produzida em Paredes de Coura

Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro

Avaliação do Potencial Energético da Biomassa Florestal Residual

Produzida em Paredes de Coura

Dissertação de Mestrado em Engenharia Florestal

Ruben Emanuel Vilares Araújo

Professor José Luís Penetra Cerveira Lousada

Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro

Avaliação do Potencial Energético da Biomassa Florestal Residual

Produzida em Paredes de Coura

Dissertação de Mestrado em Engenharia Florestal

Dissertação apresentada por Ruben Emanuel Vilares Araújo à Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro para o cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia Florestal, sob orientação do Professor José Luís Penetra Cerveira Lousada, Professor e Investigador Auxiliar do Departamento de Ciências Florestais.

Resumo

A biomassa florestal residual é um setor que nos últimos anos tem vindo a apresentar um grande desenvolvimento, devido aos vários estudos realizados e por ser um recurso que apresenta grandes oportunidades, as quais estão a tomar cada vez mais posição nos mercados.

A floresta em Portugal ocupa uma grande percentagem do território, contudo o abandono rural tem criado uma insustentabilidade das florestas, devido à grande acumulação de biomassa no sub-coberto das florestas, induzindo desta forma para o aumento dos incêndios florestais.

Neste trabalho o principal objetivo é o estudo da viabilidade técnica e económica da substituição do sistema de aquecimento por gás propano das piscinas municipais, por um sistema alimentado a biomassa florestal residual, produzida no município de Paredes de Coura.

Porém, para responder a esta questão o trabalho abordou quatro objetivos: avaliação da área e da produtividade da biomassa florestal residual; quantificação da biomassa florestal residual com viabilidade de exploração; quantificação dos custos de exploração; e análise económica da substituição do sistema de aquecimento a gás propano, por um a biomassa florestal residual.

O município apresenta uma área de aproximadamente 6000 hectares, que são ocupados por matos, pinheiro bravo e eucalipto, dos quais correspondem 8648 toneladas secas por ano, que podem ser exploradas, traduzindo-se num valor energético de 285371 Gj/ano. De referir que a energia potencial necessária para suprimir as necessidades das piscinas municipais é de 1562 Gj/ano, valor que corresponde a um consumo médio anual de gás propano de 41000€, ou em alternativa um valor de 2400 € de biomassa florestal residual. Face a esta diferença tão significativa, mesmo tendo em consideração os elevados encargos iniciais relativos à substituição da caldeira de gás propano por uma caldeira a biomassa, consegue-se o retorno do investimento em apenas 3,7 anos.

Assim, conclui-se que esta alternativa é completamente viável a nível económico, ambiental e energético.

Palavras-chave: Energia Renovável, Biomassa Florestal Residual, Potencial Energético, Produtividade, Viabilidade.

Abstract

The residual forest biomass is a sector that has been growing over the last years, due to various studies carried and for being a resource that presents great opportunities, which are taking increasing market position.

Portugal's forest occupy a large percentage of its territory, however rural abandonment has created forest unsustainability, because of the large biomass accumulation in the understory of the forests, translating in more forest fires.

The main objective of this work is to study the technical and economic viability of the substitution of the heating system by propane gas in the municipal swimming pools, for a system fueled by residual forest biomass, grown in the Paredes de Coura municipality. However, to give an answer to this question this work addressed four objectives: assessment of the area and productivity of residual forest biomass; quantification of residual forest biomass with viability for exploration; quantification of costs; and economic analysis of replacing the heating gas propane system for a residual forest biomass one.

The municipality has an area of approximately 6000 hectares, which are occupied by bushes, pines and eucalyptus, which matches 8648 dry tons per year, that can be explored, resulting in an energy value of 285 371 GJ / year.

Note that the potential energy needed to meet the needs of municipal pools is 1562 GJ / year, corresponding to an average annual consumption of gas propane valued at € 41,000 or alternatively a value of 2400 € from residual forest biomass . Given this significant difference, even taking into account the high initial costs related to the replacement of the propane boiler by an biomass boiler, the investment return is achieved in just 3.7 years.

Thus, it can be concluded that this is a completely viable economic, environmental and energy level alternative.

Keywords: Renewable Energy, Residual Forest Biomass, Energy Potential, Productivity, Viability.

Agradecimentos

Não existe espaço suficiente para agradecer a todas as pessoas que me apoiaram e ajudaram ao longo de todo o meu Mestrado em Engenharia Florestal para conseguir cumprir todos os meus objetivos e assim terminar mais uma etapa da minha formação académica. Deste modo deixo algumas palavras, poucas, mas carregadas de sentimento de reconhecido agradecimento.

Ao Orientador, Professor José Luís Lousada da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, expresso o meu profundo agradecimento por todos os conselhos, pela orientação incondicional e por me ter proporcionado as condições necessárias para a elaboração da minha dissertação. Muito obrigado pelo profissionalismo, amizade e pela total disponibilidade que sempre revelou para comigo.

Aos responsáveis do Município de Paredes de Coura por possibilitar a realização deste projecto e por ter disponível, face às minhas necessidades, todo o apoio e material preciso. À Engenheira Sara Gonçalves, Divisão de Urbanismo e Ambiente do Município de Paredes de Coura, por facultar toda a informação necessária e pela sua disponibilidade e colaboração.

Ao Técnico Superior de Desporto Henrique Reis, responsável pelas Piscinas Municipais e ao Manuel Viana, responsável direto pelo sistema de aquecimento e tratamento da água, por toda a informação e ajuda prestada.

À Vera Teixeira, minha namorada, um agradecimento especial pelo apoio e carinho diário, pelas palavras de força, incentivo e confiança em todos os momentos, não desfazendo toda a tolerância pela minha ausência. Desculpa por tudo e obrigado por outro tanto.

Aos meus pais e ao meu irmão um enorme obrigado por acreditarem e confiarem sempre em mim e por todos os ensinamentos de vida. Com esta etapa de vida, que agora termino, espero retribuir e compensar todo o apoio, carinho, dedicação e esforço que constantemente me ofereceram. A eles, dedico todo este trabalho.

Índice

Índice de Figuras x

Índice de Tabelas xi

Siglas e Acrónimos xiii

1. Introdução 1

2. Biomassa e o seu Potencial 3

2.1. Identificação da Biomassa 3

2.2. Vantagens e desvantagens da Biomassa Florestal 4

2.3. Biomassa na Europa e no Mundo 5

2.4. Biomassa em Portugal 6

2.5. Disponibilidade de Biomassa em Portugal 6

2.6. Exploração da Biomassa 8

2.6.1. Produção 9

2.6.2. Logística 11

2.6.3. Tecnologia de conversão de Biomassa em Energia 12

3. Caracterização Biofísica da Área de Estudo 13

3.1.

3.2.

3.3.

3.4.

3.5.

3.6.

3.7.

3.8.

3.8.1. Usos e Ocupação do Solo 23 3.8.2. Classes de Ocupação do Solo Florestal 24

4. Material e Métodos 26

4.1. Metodologia 26

4.1.1. Determinação das Áreas de Exploração

4.1.2. Quantificação da BFR Potencial 29

4.1.3. Avaliação Energética da BFR 30

4.2. Levantamento de dados 31

4.2.1. Custos das Operações de Exploração de BFR 31

4.2.2. Consumos da Caldeira Existente 31

4.3. Estruturação de Cenários que tendam ao

aproveitamento da BFR 32

5. Resultados e Discussão 34

5.1. Análise da Disponibilidade da BFR 34

5.1.1. Explorabilidade 34

5.1.2. Produção Anual de BFR 35

5.1.3. Quantificação e Avaliação Energética da BFR 36 5.2. Custos das Operações de Exploração de BFR 40 5.3. Situação Atual das Piscinas Municipais de Paredes de Coura 44 5.4. Orçamento da Aquisição e Substituição da Caldeira 47

5.5. Cenários 48

5.5.1. Cenário 1 (Biomassa paga ao preço corrente 30€/ton) 49 5.5.2. Cenário 2 (Biomassa paga ao custo de produção – com

rechega) 50

5.5.3. Cenário 3 (Biomassa paga ao custo de produção – sem

rechega) 52

6. Principais Restrições 57

6.1. Carácter da Informação Empregada 57

6.2. Pressupostos Atribuídos na Metodologia 57

7. Conclusões Gerais 59

8. Bibliografia 61

8.1. Referencias Bibliográficas 61

8.2. Bibliografia Consultada 70

9. Anexo I – Mapas e Cartas 73

Índice de Figuras

Figura 1 – Fontes de energia com potencial energético 3

Figura 2 – Esquema geral dos sistemas de exploração de biomassa residual 8 Figura 3 – Localização do concelho de Paredes de Coura e suas freguesias 14

Figura 4 – Mapa de litologia do município 16

Figura 5 – Mapa do relevo do município 16

Figura 6 – Mapa da rede hidrográfica do município 17

Figura 7 - Representação da média dos valores mensais da temperatura, média dos valores máximos e mínimos registados para o período 1981-2012 19 Figura 8 – Mapa da temperatura média anual do município 20 Figura 9 - Representação da média dos valores mensais da humidade média relativa do ar medida em dois períodos do dia (9h e 18h), para um período de 2003 a 2012 21

Figura 10 – Mapa da precipitação anual do município 22

Figura 11 - Representação dos valores médios mensais da precipitação e máximas

mensais, para um período de 30 anos 22

Figura 12 – Percentagem de área, por classe de explorabilidade 35 Figura 13 – Distribuição dos custos nas diferentes operações de exploração de BFR

para o cenário 1 42

Figura 14 – Distribuição dos custos nas diferentes operações de exploração de BFR

para o cenário 2 43

Figura 15 – Consumos de gás propano, em Kg, ao longo do ano de 2013 45 Figura 16 – Consumo de gás propano, em Kg, no ano de 2011, 2012 e 2013 46

Índice de Tabelas

Tabela 1 – Potencial disponível de biomassa florestal em Portugal 7 Tabela 2 – Produção de biomassa florestal em Portugal 8 Tabela 3 – Uso e ocupação do solo do município de Paredes de Coura 24

Tabela 4 – Classes de ocupação do solo florestal 25

Tabela 5 – Classes de declives 26

Tabela 6 – Classes de distância em relação à rede viária 27 Tabela 7 – Classes de explorabilidade com as devidas restrições em relação

à área de estudo 28

Tabela 8 – Área total correspondente à NUT III, Minho – Lima 29 Tabela 9 – Área, produtividade e produção total anual de cada espécie na NUT III,

Minho-Lima 30

Tabela 10 – Poder calorifico correspondente às espécies em estudo 30 Tabela 11 – Área por classe de explorabilidade para cada uma das fontes de BFR 34 Tabela 12 – Produção anual de BFR, em toneladas, por classe de explorabilidade

e por tipologia florestal 36

Tabela 13 – Disponibilidade energética anual de cada um dos tipos de BFR,

para a classe de explorabilidade “Fácil” 37

Tabela 14 – Disponibilidade energética anual de cada um dos tipos de BFR,

para a classe de explorabilidade “Moderado” 38

Tabela 15 - Disponibilidade energética anual, correspondente às faixas de gestão de

combustível 39

Tabela 16 – Custos de exploração e transporte de BFR 40 Tabela 17 – Características técnicas da caldeira das piscinas municipais de

Paredes de Coura 44

Tabela 18 – Custos da caldeira a gás propano 47

Tabela 19 – Custo inerentes à aquisição e instalação da caldeira de biomassa 48 Tabela 20 – Consumo e custos da caldeira a BFR correspondente ao cenário 1 49 Tabela 21 – Período de retorno correspondente ao cenário 1 50 Tabela 22 – Consumo e custos da caldeira a BFR correspondente ao cenário 2. 51 Tabela 23 – Período de retorno correspondente ao cenário 2 51

Tabela 24 – Consumo e custos da caldeira a BFR correspondente ao cenário 3. 52 Tabela 25 – Período de retorno correspondente ao cenário 3 53 Tabela 26 – Consumo e custos da caldeira a BFR correspondente ao cenário 4 54 Tabela 27 – Período de retorno correspondente ao cenário 4 55

Siglas e Acrónimos

BFR – Biomassa Florestal Residual CO2 – Dióxido de Carbono

FGC – Faixas de Gestão de Combustível GEE – Gases Efeito de Estufa

H2O - Água

PMDFCI – Plano Municipal de Defesa da Floresta Contra Incêndios % - Percentagem € - Euros °C – Graus Celsius cm – Centímetros m – Metros m2 – Metros quadrados m3 – Metros cúbicos Km – Quilómetros Kg – Quilogramas ha - Hectares ton – Toneladas V - Volts KW - Quilowatts Gj – Giga joules

1. Introdução

A energia renovável é aquela que é obtida de fontes naturais capazes de se regenerar, desde logo inesgotáveis, ao contrário dos recursos não-renováveis. Estas energias são conhecidas pela imensa quantidade de energia que contêm e porque são capazes de se regenerar por meios naturais.

De entre as diferentes fontes de energias renováveis é de destacar a importância da biomassa, dada a sua vasta gama de utilizações para fins energéticos, razão pela qual ultimamente tem vindo a ter um grande desenvolvimento.

Segundo Quirino et al. (2005) é um recurso energético bastante procurado uma vez que a combustão direta de biomassa é o processo mais prático e económico para obter energia. Como é do conhecimento geral, Portugal vive um momento delicado da sua longa história, com reflexos importantes no seu modelo de desenvolvimento. À subida crescente dos preços dos combustíveis, com reflexos muito negativos na economia, associa-se a delapidação de uma das nossas maiores riquezas, a floresta, fruto da frequência e da dimensão dos incêndios florestais que assolam de uma forma continuada e devastadora o nosso território.

Neste contexto, importa encontrar soluções que contribuam para resolver e/ou atenuar o problema identificado.

Contrariamente às energias fósseis, a utilização da madeira como combustível não provocam emissões de gases com efeito de estufa. A fileira da biomassa florestal permite a valorização dos resíduos da madeira sem valor comercial e constitui uma ótima oportunidade para o mercado dos subprodutos de limpeza da floresta e dos espaços rurais. Longe de destruir os recursos arborizados, a fileira contribui, pelo contrário, para a sua boa gestão.

O desafio do seu aproveitamento energético é triplo:

- Reduzir a dependência energética no que diz respeito aos combustíveis fósseis; - Lutar contra as emissões de gases com efeito de estufa;

Assim, através do aproveitamento energético da biomassa disponível, contribui-se para a redução do risco potencial de incêndio numa dada região promovendo-se, consequentemente, o desenvolvimento sustentável desse território, minimizando prejuízos, que são hoje recorrentes, e criando riqueza para o País e para os que nela habitam.

A realização desta dissertação de mestrado justifica-se pela nossa dependência energética dos combustíveis fósseis que, face ao progressivo aumento do seu preço de mercado, conduz a um inevitável aumento dos custos de produção. Neste cenário, a substituição dos combustíveis fósseis por fontes de energia renováveis, como é o caso da biomassa florestal, poderá tornar a utilização deste recurso numa opção economicamente viável. Adicionalmente, é de sublinhar que a recolha e utilização deste recurso natural poderá traduzir-se, também, por uma maior segurança dos povoamentos florestais contra os incêndios.

Em suma, o objetivo principal deste trabalho passa por realizar um estudo de avaliação do potencial energético da biomassa florestal residual produzida no município de Paredes de Coura, tendo como propósito a sua utilização como combustível para o aquecimento das piscinas municipais, na qual presentemente é utilizada uma caldeira alimentada a gás propano, mas sob a qual se equaciona a sua substituição por uma caldeira a biomassa florestal. Este estudo pretende analisar a área em questão e determinar se é capaz de responder as necessidades da caldeira, para que não exista défice de biomassa florestal ao longo dos anos, assim como determinar o período de retorno do investimento inicial.

Desta forma, as avaliações a realizar são:

 Biomassa florestal residual potencial;

 Disponibilidade de biomassa florestal residual;

 Estimativa dos custos das operações de exploração de biomassa florestal residual;

 Caracterização do atual sistema de aquecimento e custos de operação;

 Custos de substituição do sistema de aquecimento a gás por biomassa florestal residual;

2. Biomassa e o seu Potencial

2.1. Identificação da Biomassa

A biomassa lenhosa é uma fonte primária de energia com elevada tradição no setor doméstico, sendo utilizada para aquecimento das habitações, aquecimento de águas sanitárias e preparação de alimentos (Boman et al., 2003; Henriques, 2006).

A energia da biomassa é a energia que se obtém durante a transformação de produtos de origem animal e vegetal para a produção de energia térmica e/ou elétrica. Na transformação de resíduos orgânicos é possível obter biocombustíveis, como o biogás, o bio álcool e o biodiesel.

A forma mais eficaz de valorizar a biomassa é pela forma de combustão, onde o processo passa por transformar a energia química existente na biomassa em energia térmica.

Dentro da biomassa, podemos distinguir algumas fontes de energia com potencial energético considerável tais como: a madeira (e seus resíduos), os resíduos agrícolas, os resíduos municipais sólidos, os resíduos dos animais, os resíduos da produção alimentar, as plantas aquáticas e as algas.

Em termos de energia realmente produzida, a madeira (proveniente das plantas terrestres), é a mais abundante, como podemos ver na figura 1.

Existem diversos tipos de biomassa em todo o mundo, os quais podem ser usados de variadíssimas formas, sendo de destacar de entre alguns exemplos de Biomassa Florestal:

 Lenha resultante do abate de árvores;

 Resíduos provenientes de áreas ardidas;

 Resíduos provenientes de limpeza das florestas;

 Ramos das árvores;

 Matos;

 Desperdícios resultantes da indústria transformadora da madeira.

Em termos de utilização, estas matérias, que constituem a biomassa, podem ser usadas de formas variadas para a obtenção de energia, quer diretamente, quer indiretamente.

Se forem utilizadas diretamente, então o principal processo utilizado é a queima direta, onde este gera calor que pode ser utilizado tanto para aquecimento doméstico, como para processos industriais. Desta combustão resulta, principalmente, dióxido de carbono e vapor de água.

Se forem utilizadas indiretamente, então são vários os processos e tipos de utilização:  Produção de electricidade – através da gaseificação e pirólise

 Biocombustíveis (quer os combustíveis puros, quer os aditivos) – como o etanol, metanol e biodiesel

 Biogás

2.2. Vantagens e desvantagens da Biomassa Florestal

A biomassa é cada vez mais conhecida por apresentar inúmeras vantagens e por ser um recuso renovável, que tem vindo a ser desenvolvido de modo a se tornar o mais sustentável possível, na medida em que apresenta um baixo custo de aquisição, não emite dióxido de carbono, minimiza o risco de incêndio, obriga a criar um plano de ordenamento das florestas, diminui a dependência de combustíveis fosseis, os gases emitidos não contribuem para o efeito de estufa, existe uma elevada disponibilidade deste recuso por todo o país, diminui as pragas e cria emprego, assim como abre novas áreas de negócio

Todavia, este recurso, como qualquer outro combustível, tem as suas desvantagens e limitações, tais como a recolha do material, que origina impactos ambientais, como a compactação dos solos, erosão, perda de nutrientes no solo, entre outros. Para além disso necessita de um local com dimensões necessárias para o seu armazenamento e, devido às características e dimensões da floresta em Portugal, os custos de exploração deste recurso poderão ser relativamente elevados.

2.3. Biomassa na Europa e no Mundo

A causa mais relevante para o crescimento potencial da biomassa no tempo atual baseia-se essencialmente pelas causas das alterações climáticas. Existe hoje um forte consenso na comunidade científica em admitir que a crescente concentração de CO2, e outros gases efeito de estufa na atmosfera, se deve à utilização de combustíveis fósseis e estes estão a provocar o aumento da temperatura média global do planeta (IPCC, 2007).

Os mecanismos de Quioto, que se baseiam no mercado de emissões, a implementação conjunta e o mecanismo de desenvolvimento limpo, beneficiam o desenvolvimento da biomassa, visto que a produção de energia a partir deste recurso “verde” pode reduzir os gases efeito de estufa e desta forma ajudar a alcançar as metas pretendidas.

Segundo Kopetz et al (2007), a importância da biomassa para a Europa está patente não apenas no seu contributo atual para a produção de energia, mas também nas metas estabelecidas, realçando que:

- Apesar de em 2004 o consumo bruto de energia a partir da biomassa equivaler a 3 EJ e representar apenas 4,1% do consumo bruto total na União Europeia, a biomassa representa 66% do consumo bruto proveniente de fontes de energia renovável;

- A meta estabelecida para 2010 para a produção total de energia a partir da biomassa equivale a cerca de 5,65 EJ e corresponde a 74% do total de energia a produzir a partir de fontes de energia renovável;

- O Plano de Ação para a Biomassa (CCE, 2005a) revisou e aumentou a meta para 6,2 EJ, o que representaria 8,5% do consumo de energia em 2005.

Com as metas estabelecidas, que vão no sentido de aumentar a relevância da bioenergia, estima-se que em 2030 o potencial da bioenergia possa representar entre 15-16% das necessidades energéticas da Europa (Wiesenthal et al, 2006).

2.4. Biomassa em Portugal

No território Português, a floresta tem uma ocupação de cerca de 38%, e desta 75% são ocupados por três espécies florestais: Eucalipto, Pinheiro bravo e Sobreiro.

Contudo, as espécies arbustivas têm vindo a aumentar, principalmente devido ao abandono e aos incêndios florestais. As espécies com maior expressividade são: tojo (Ulex europaeus, Ulex micranthus e Ulex minor), giesta (Cytisus e Genista), carqueja (Pterospartum tridentatum), urzes (diversas espécies da família Ericaceae), esteva (Cistus ladanifer e Cistus populifolius) e silvas (diversas espécies do género Rubus).

Um grande obstáculo que se encontra no nosso território é que aproximadamente 75% da superfície florestal pertence a proprietários florestais privados e 67% destes, têm áreas inferiores a 5 hectares. Deste modo torna-se difícil gerir a floresta de uma forma economicamente viável e em grande escala.

Outro motivo que pode demonstrar a não viabilidade da produção florestal são a ocorrência de incêndios florestais, que todos os anos se apresentam em grande escala, devido essencialmente ao tipo de clima em que o território português se insere (mediterrâneo), caracterizado por verões muito quentes e secos. Mas este não é o único motivo, o abandono rural também tem uma grande influência, visto que, entre outros factores, provoca um aumento da acumulação de combustível.

2.5. Disponibilidade de Biomassa em Portugal

Já em 1985, no âmbito de um estudo de quantificação da disponibilidade de biomassa florestal em Portugal, se concluiu que face às favoráveis condições climatéricas e demográficas, a quantidade de biomassa produzida no país era muito significativa. Este estudo foi realizado pela consultora Arthur D. Little e pela Tecninvest, que contemplava oito objetivos, dos quais se salienta o primeiro, referente à determinação da disponibilidade e

custos dos resíduos florestais. Este estudo também foi muito importante para o desenvolvimento das primeiras equações de estimativa da biomassa florestal residual, baseadas num significativo plano de amostragem de parcelas de campo.

Uma nova estimativa da biomassa em Portugal foi realizada em 2001, pela autoria da ADENE e do INETI, onde foi concluído que a floresta portuguesa poderia fornecer anualmente aproximadamente cerca de 2 milhões de toneladas secas oriundas de ramos, bicadas, matos e biomassa proveniente das áreas ardidas enquanto o contributo da indústria transformadora da madeira foi estimado 200 mil toneladas secas (ADENE & INETI, 2001) (Tabela 1).

Tabela 1 – Potencial disponível de biomassa florestal em Portugal.

Tipo de Floresta Quantidade (milhões de ton/ ano)

Matos 0,6

Biomassa proveniente das áreas

ardidas 0,4

Ramos e bicadas 1,0

Indústria transformadora de madeira 0,2

Total 2,2

Fonte: ADENE & INETI (2001)

Igualmente merece ser referido, pela sua atualidade e diferente abordagem da avaliação que foi desenvolvida, o trabalho realizado por Campilho (2006), durante o qual foi estimada a produção de biomassa florestal residual proveniente da exploração do pinheiro bravo e eucalipto, complementada com uma estimativa da produção de biomassa dos matos do sub-coberto florestal. Este trabalho teve por base o tratamento de 2258 parcelas realizadas na 3ª Revisão do Inventário Florestal Nacional (2001). Neste caso a biomassa total foi estimada em 5,1 milhões de toneladas secas, dos quais 1,4 e 1,1 milhões de toneladas provêm dos

Tabela 2 – Produção de biomassa florestal em Portugal (base seca).

Tipo de Floresta Quantidade (milhões de ton/ ano)

Matos (sub-coberto florestal) 2,6

Resíduos exploração P. bravo 1,4

Resíduos exploração Eucalipto 1,1

Total 5,1

Fonte: Campilho (2006)

2.6. Exploração da Biomassa

A exploração é talvez um dos pontos menos aprofundados nos estudos da biomassa, mas é um dos mais importantes, porque se ainda não se conseguiu tornar a biomassa totalmente sustentável e viável, um dos principais fatores dessa causa é devido ao facto de os custos de exploração serem muito elevados. A exploração de biomassa passa pelas suas duas componentes principais, que são a produção e a logística, contudo a tecnologia de conversão também faz parte do contexto desta dissertação e para que se consiga ter uma pequena perceção do seu funcionamento também será abordada.

O potencial de BFR pode ser subdividido em várias categorias em função das restrições que se consideram na sua exploração (Sims, 2002).

Uma das categorias é o potencial técnico, o qual visa a quantidade total de BFR que pode ser produzido em limpezas de matos, podas, desbastes, cortes finais, culturas energéticas. De salientar, que apenas se refere ao potencial físico, excluindo deste modo todas as restrições que existem na sua recolha e deslocamento.

O potencial económico é atribuído à BFR que é economicamente viável de ser explorada. Este ponto tem uma elevada importância devido a ser o grande limitador da viabilidade da BFR, isto porque se refere ao declive do terreno, distâncias de transporte, quantidades, sintetizando, todos aqueles fatores que influenciam de forma direta e indireta o custo total da BFR no local onde será consumida, assim como o preço oferecido por esta.

Um outro potencial é o socioeconómico, o qual visa nos fatores sociais e ambientais. Estando estes dois fatores interligados, visto que se fosse implementado este costume na

sociedade, seria um benefício para a conservação da biodiversidade e seria produzida energia renovável, traduzindo-se num menor impacto ambiental.

Figura 2 – Esquema geral dos sistemas de exploração de biomassa Residual (Netto, 2008).

2.6.1. Produção

A biomassa florestal é um subproduto das atividades que são realizadas com o objetivo de produzir um produto principal e assim, pode ter várias finalidades. A produção de biomassa deve ter em consideração o tipo de uso que irá ser realizado, quanto à sua qualidade e forma.

Assim, a gestão dos povoamentos florestais passa por várias intervenções, durante o seu crescimento e em todas estas operações podem ser aproveitados os resíduos (para biomassa), que normalmente eram desperdiçados. Essas operações são as seguintes: Desbastes: o desbaste é uma operação silvícola que consiste na remoção seletiva de

povoamento, é habitual realizarem-se três a quatro desbastes, dependendo do ano do corte final. A produção de biomassa florestal residual nesta operação varia quantitativamente consoante o ano de desbaste e o número de árvore removidas. O material removido num primeiro desbaste pode ser totalmente utilizado como biomassa, caso as árvores removidas sejam muito jovens para poder ter outra finalidade. Nos desbastes mais tardios faz-se a separação da rolaria e da biomassa, que consiste nos ramos e bicadas.

Desramações: a desramação tem como objetivo melhorar a qualidade do fuste, permitindo uma configuração direita e sem nós. Esta operação produz pouca estilha e de baixa qualidade, porém, a desramação pode ser executada em simultâneo com um desbaste, permitindo assim que a recolha da biomassa florestal residual seja mais eficiente.

Corte final: também designado por corte raso, consiste no corte de todas as árvores de um povoamento para posterior processamento e comercialização. As árvores são abatidas, desramadas, descascadas e toradas. Depois de transportada a madeira, pode-se executar recolha dos resíduos deixados pela operação anterior. A remoção dos cepos é uma operação particularmente complexa, pois implica maquinaria específica para o seu arranque e depois de triturados os cepos, a estilha precisa de passar por uma operação de crivagem para remover os contaminantes, principalmente as pedras e areias.

Cortes sanitários: quando se procede à prevenção e controlo de pragas florestais, é possível que se tenha que proceder ao corte raso de áreas consideráveis para evitar a propagação das doenças ou controlar infestantes.

Num contexto mais amplo, pode-se considerar também a limpeza de áreas percorridas por incêndios. Contudo, e dada a exposição do solo nu aos elementos naturais que promovem a erosão, é necessário deixar toda ou parte da biomassa no solo para evitar a sua perda.

Ao nível das atividades industriais, deparamo-nos com as indústrias transformadoras de madeira e as de paste e papel, as quais produzem serrim, cavacas, aparas, entre outros, que podem ser aproveitados para a produção de energia. No entanto, apenas a madeira que não foi sujeita a tratamento é que pode ter esta finalidade.

Na gestão municipal dos parques e jardins urbanos, pode-se aproveitar a biomassa florestal residual proveniente das operações de limpeza e desramação, também se pode recolher os resíduos verdes, os quais incluem a produção dos resíduos das famílias e que podem ser introduzidos para combustão e desta forma servir para o aproveitamento térmico.

2.6.2. Logística

Este é o fator a ter mais em atenção, visto que tem custos elevados. Quanto menor for o transporte, menores serão os custos de extracção, o que, só por sí, poderá tornar economicamente viável a actividade da exploração de biomassa florestal residual.

O transporte primário é o transporte do material do local de abate para um local onde seja possível o seu carregamento, o qual se pode designar também por rechega.

As operações de processamento realizadas especificamente para o aproveitamento de biomassa para energia são a trituração, a crivagem e o enfardamento. O processo de trituração é onde resulta o aproveitamento da biomassa, pois permite que o seu manuseamento, transporte e conversão para energia sejam realizados de forma mais eficiente. Este processo, o qual transforma a biomassa florestal residual em partículas de menores dimensões é a que normalmente se designa de produção de estilha.

A crivagem é uma operação utilizada após a trituração para remover contaminantes, como as pedras e areias.

O enfardamento visa tentar aumentar a densidade da biomassa florestal residual, visto que esta tem uma densidade bastante baixa, o que provoca custos de transporte mais elevados, não esquecendo que desta forma se facilita o seu manuseamento e armazenamento.

O transporte secundário é o deslocamento da biomassa florestal residual desde o carregadouro até a uma unidade consumidora, sendo este transporte realizado normalmente por camião.

2.6.3. Tecnologia de Conversão de Biomassa em Energia

Existe quatro formas de transformar a biomassa em energia, que são as seguintes:

- Pirólise: através dessa técnica a biomassa é exposta a temperaturas elevadas sem a presença de oxigénio, procurando acelerar a decomposição da mesma. O que sobra da decomposição é uma mistura de gases, líquidos (óleos vegetais) e sólidos (carvão vegetal); - Gasificação: assim como na pirólise, aqui a biomassa também é aquecida na ausência do oxigénio, originando como produto final um gás inflamável. Esse gás ainda pode ser filtrado, visando à remoção de alguns componentes químicos residuais. A diferença básica em relação à pirólise é o fato de a gaseificação exigir menor temperatura e resultar apenas em gás;

- Combustão: Queima directa da biomassa para produção de calor (eficiência energética próximo dos 90%) ou, em alternativa, para produção de energia eléctrica. Neste último caso a queima da biomassa é realizada a altas temperaturas na presença abundante de oxigénio, produzindo vapor a alta pressão. Esse vapor geralmente é usado em caldeiras ou para mover turbinas para produção de electricidade. É uma das formas mais comuns hoje em dia, embora sua eficiência energética situa-se na faixa de 20 a 25%;

- Co combustão: essa prática propõe a substituição de parte do carvão mineral utilizado nas termoelétricas por biomassa. Dessa forma, reduz-se significativamente a emissão de poluentes. A faixa de desempenho da biomassa encontra-se entre 30 e 37%, sendo por isso atualmente uma escolha bem atrativa e económica.

3. Caracterização Biofísica da Área de Estudo

3.1. Enquadramento

A área onde foram realizados os estudos de recolhas de dados pertence ao município de Paredes de Coura (Figura 3), localizado na região do Norte de Portugal (NUTS II) e sub-região Minho-Lima (NUTS III), no distrito de Viana do Castelo, que representa cerca de 6,12% da sua extensão. Este território é delimitado por montes que o definem, protegem e ocultam, dividido pelo rio coura, constituído pelas colinas interiores e os vales dos afluentes daquele rio, com ambientes e habitats preservados, paisagens variadas e belas, oferecidos pela natureza e que foram moldados pelo Homem ao longo dos vários anos.

Com uma área de 138,02 Km2 de superfície, confronta com Arcos de Valdevez a nascente, Vila nova de Cerveira a poente, Ponte de Lima a sul, Monção a norte e Valença a noroeste, sendo banhado pelo rio Coura e tendo uma ampla cordilheira, constituída pelo Corno de Bico a Nascente e a Serra de Arga a Poente. Este município está subdividido em vinte e uma freguesias: Agualonga (5,32km2), Bico (8,68km2), Castanheira (7,77km2), Cossourado (4,96km2), Coura (6,59km2), Cristelo (3km2), Cunha (9,98km2), Ferreira (13,30km2), Formariz (6,24km2), Infesta (5,89km2), Insalde (13,28km2), Linhares (4,68km2), Mozelos (3,36km2), Padornelo (6,66km2), Parada (5,90km2), Paredes de Coura (2,76km2), Porreiras (4,32km2), Resende (3,08km2), Romarigães (7,13km2), Rubiães (9,08km2) e Vascões (6,22km2).

Segundo Alves da Cunha (1909) os montes desta região são derivações das serras da “Peneda” que, em Coura, constituem vasto planalto. Não apresentam fragosas escarpas, nem cortes rápidos, mas ramificam-se, suavemente, em todas as direcções, no território do concelho. S. Silvestre, a Pena, o Cotão, Chã de Lamas, Corno de Bico, Carvalhal, Travanca, a Chã das Pipas e a Boalhosa, são outros tantos pontos, cujo horizonte se abre, ao largo, sob o dossel anilado do espaço, em alpestres e campestres belezas, que seduzem e embriagam.

Este município é conhecido como “Celeiro do Minho”, devido à produção de milho, visto que em tempos a agricultura era a principal atividade já que os solos eram muito férteis e, por este mesmo motivo, a existência de muitos canastros distribuídos por todo o município.

Figura 3 – Localização do concelho de Paredes de Coura e suas freguesias.

3.2. Declives

O declive é um dos parâmetros físicos mais importantes do relevo, visto que este pode ser um dos maiores condicionantes para a implementação de práticas de intervenção, tanto a nível de exploração como de prevenção. O município apresenta um declive médio na classe dos 5 aos 15 graus, apresentando as zonas menos declivosas ao longo do rio Coura, correspondendo às freguesias de Mozelos, Paredes de Coura, Infesta, Formariz, Linhares, Cossourado, Rubiães e Coura. As zonas que ostentam um declive mais acentuado

pertencem às maiores acentuações paisagísticas, como as encostas e as serras, as quais existem nas freguesias de Coura, Romarigães e Corno de Bico. Estas zonas encontram-se maioritariamente nos limites do município o que por sua vez confina com os que rodeia.

3.3. Exposição

Ao nível das exposições, este município devido à sua localização e revelo apresenta varadíssimas exposições. Seguindo como referência o rio Coura, a norte deste, observa-se maior exposição a sul e a sudoeste, mas também, em menor proporção, a noroeste, oeste e a sudeste. A sul do rio Coura as exposições mais frequentes são a noroeste e a oeste.

3.4. Litologia/Relevo

O Vale do Minho apresenta-se aberto sob a forma de planície aluvionar na zona ocidental, onde se verificam as cotas mais baixas, tornando-se progressivamente mais acidentado entre Minho e Lima. Em Castro Laboreiro registam-se as cotas mais altas do território (1330 m).

A região apresenta uma litologia predominantemente granítica (72,4 %), distribuída de forma homogénea. Intercalado um pouco por todo o território, e sobretudo em cotas mais elevadas, encontra-se xisto-grauvaque (22 %), que origina solos finos e pouco férteis. É aqui que se localizam as cabeceiras da maioria dos afluentes, enquanto as bacias dos rios Minho e Coura se situam em geologia predominantemente granítica. Destaque ainda para a presença de aplito-pegmatito associado a xisto, em Covas e Castro Laboreiro, que representam um estádio tardio de cristalização do magma.

Nos concelhos de Vila Nova de Cerveira, Valença e Monção existem ainda

importantes formações sedimentares, dos tipos areias e cascalheiras (4,8 %) e aluviões (0,8 %).

Figura 4 – Mapa de Litologia do município (Fonte: Adaptado Atlas do Minho).

As montanhas que delimitam o vale são constituídas por variadíssimas unidades vegetais o que faz com que tenha uma elevada biodiversidade, que por sua vez suportam um grande conjunto de animais.

O grande corredor ecológico que passa pelo Corno do Bico (Paredes de Coura) e liga o Gerês à Serra de Arga, torna este local mais a Noroeste do país como sendo um território muito favorável para a ocorrência do lobo.

3.5. Rede Hidrográfica de Paredes de Coura

O Município de Paredes de Coura apresenta uma rede hidrográfica densa, motivo que usualmente surge de um relevo extremamente talhado por variadas ocorrências orográficas e das encostas muito declivosas. É de referir que a distribuição desta rede hidrográfica é bastante homogénea, motivo este que se apresenta associado à irregularidade do relevo, onde está relacionado uma grande abundância de linhas de água que sustentam o rio Coura, o qual corre pela zona central do Município no sentido Este-Oeste, sendo de salientar que forma nesta zona o vale agrícola mais importante do território.

Figura 6 – Mapa da rede hidrográfica do município.

A rede hidrográfica deste concelho é caracterizada por um rio de grandes dimensões, o rio Coura, e por ribeiros de menores dimensões.

3.6. Caraterização Climática

A meteorologia carateriza-se pelos parâmetros que descrevem o estado do tempo ao longo do dia e do ano, que são consequente pela translação e pela rotação da Terra. Pode variar igualmente pelo movimento das massas de ar na atmosfera, em grande escala, assim como devido à presença do fogo.

O clima apresenta vários fatores condicionantes, tais como a precipitação, a radiação solar, a temperatura do ar e a humidade relativa. Todavia também manifesta fatores determinantes, como a velocidade e a direção do vento, a intensidade de turbulência e a estabilidade da atmosfera.

O clima de Paredes de Coura é marcadamente Atlântico, o que confere à região um efeito amenizante, tendo amplitudes térmicas pouco acentuadas, isto é, os Invernos são amenos e os Verões suaves. Por um lado, a menor altitude da Serra D' Arga (801 m) em relação à maior altitude de Corno de Bico (883 m), aliado à sua orientação em relação ao mar aproximadamente NW/SE e à existência dos vales fluviais e respetivos afluentes dos rios Lima e Coura, permitem uma plena e fácil penetração das massas de ar marítimas na região.

Devido à suspensão da manutenção das estações de motorização automática, a qual já advém desde meados de Março, podem traduzir-se em algumas lacunas nos dados disponibilizados.

Como as estações mais próximas do município de Paredes de Coura não detinham qualquer dado meteorológico dos últimos anos, e também para um período mínimo de 30 anos, foram utilizados os registos das estações 03G/02C, com as coordenadas M 176201 e P 537097, local que está situado a uma altitude de 39m, no município de Ponte da Barca. Com todas as condicionantes que foram apresentadas, os dados não são inteiramente fiáveis (SNIRH, 2013).

3.6.1. Temperatura do Ar

A temperatura média do ar ao longo do ano é de aproximadamente 15ºC, atingido a temperatura média mínima anual na ordem dos 12ºC e a média máxima na ordem dos 18ºC. Através destes valores confirma-se que se trata de um clima ameno, apresentando amplitudes térmicas anuais na ordem dos 6ºC, que são atenuadas com a massa de água do rio Coura. Porém, as temperaturas mínimas nos meses de Inverno podem ser inferiores a 5ºC e por vezes negativas, enquanto as temperaturas máximas nos meses de Verão podem rondar os 28ºC, com picos na ordem dos 40ºC (INMG 1991).

Figura 7 - Representação da média dos valores mensais da temperatura, média dos valores máximos e mínimos registados para o período 1981-2012 (Fonte: IPMA, 2013).

O valor médio mensal de temperatura máxima foi de 24,5ºC, no mês de agosto, e o valor da temperatura mínima foi de 5,4ºC, no mês de janeiro. Na média global, o valor máximo de temperatura foi atingido no mês de agosto, apresentando um valor de 21ºC e o valor mínimo no mês de janeiro, com 8,3ºC, como se pode visualizar na Figura 7.

Figura 8 – Mapa da temperatura média anual do município (Fonte: Adaptado Atlas do Minho).

3.6.2. Humidade Relativa do Ar

Através da análise do Figura 9, é possível observar que a disposição dos valores médios mensais de humidade relativa às 9 horas varia aproximadamente entre 90% e 70%. Já às 18 horas a variação é entre os 80% e os 50%.

A humidade relativa do ar varia ao longo do ano entre os 90% e os 50%, com os meses de verão a apresentarem menor percentagem de humidade relativa. A partir de meados do mês de março até ao mês de agosto, a humidade média relativa tende a diminuir em ambos os horários. A partir do mês de setembro a humidade média relativa começa a aumentar, em consequência do aumento da precipitação.

Figura 9 - Representação da média dos valores mensais da humidade média relativa do ar medida em dois períodos do dia (9h e 18h), para um período de 2003 a 2012 (Fonte: IPMA, 2013).

Os valores mínimos de humidade média relativa do ar registados às 9 horas atingiram o valor de 71%, no mês de julho e às 18 horas de 51%, no mês de agosto. Em relação aos valores médios máximos, no registo às 9 horas foi atingido o valor de 93%, no mês de dezembro e às 18 horas de 79%, também ao mesmo mês.

3.6.3. Precipitação

A precipitação anual é bastante elevada, mantendo-se uma razoável disponibilidade hídrica durante o período estival.

Figura 10 – Mapa da precipitação anual do município (Fonte: Adaptado Atlas do Minho).

Através da análise da Figura 11, constata-se que a precipitação máxima mensal é atingida no mês de novembro (603 mm), e a mínima no mês de julho (49 mm). O mais elevado valor de precipitação média mensal foi de 213 mm (novembro) e o mais baixo de 25 mm (julho).

Figura 11 - Representação dos valores médios mensais da precipitação e máximas mensais, para um período de 30 anos (Fonte: IPMA, 2013).

3.7. Dados Estatísticos

O município de Paredes de Coura é uma zona muito rica em património natural e apresenta um total de 9198 habitantes (Censos de 2011).

Embora a população tenha aumentado significativamente entre os anos de 1801 e 1960, posteriormente tem vindo a diminuir até 2011. Entre os censos de 2001 e 2011 houve uma diminuição da população de 9459 para 9198 habitantes, correspondendo a uma diminuição de 2,5%. Todavia, este valor é inferior à redução de 9,4% observada entre os censos de 1991 e 2001 (Censos 1991, 2001 e 2011, INE).

3.8. Caraterização do Solo

3.8.1. Usos e Ocupação do Solo

Para a realização da carta de ocupação do solo recorreu-se há fotointerpretação, com ortofotomapas de 2009.

O município de Paredes de Coura é ocupado por uma percentagem muito elevada de floresta, com cerca de 5719 ha (41%), o que faz destes povoamentos a maior parcela do município. De seguida surgem os terrenos incultos, com 3387 ha (24%), que na sua grande maioria são constituídos por regeneração natural. As áreas agrícolas ocupam 2625 ha (19%), as áreas sociais 1753 ha (13%), os improdutivos 317 ha (2%) e as superfícies aquáticas 19 ha (0,1%) (Tabela 3).

Tabela 3 – Uso e ocupação do solo do município de Paredes de Coura.

Com base nestes dados e no Mapa de Ocupação do Solo (Anexo I), podemos então concluir que o município de Paredes de Coura apresenta uma vasta área de floresta e que, juntamente com a área de incultos, correspondem a mais de metade do território. Também, tendo em consideração que presentemente nem todos os espaços agrícolas estão a ser utilizados com esse fim, é expectável que num futuro próximo uma parte deste evoluam para terrenos incultos aumentando, assim, esta classe de ocupação do solo.

Ao nível das áreas socias, apesar de distribuídos por quase todo o município (embora com uma maior concentração no centro), representam menos de 13% da área do município.

3.8.2. Classes de Ocupação do Solo Florestal

Com base na carta de ocupação de solos, foi elaborada a carta correspondente à

ocupação florestal (Tabela 4).

Ocupação do Solo Área (ha) Percentagem Total (%)

Agricultura 2625 19 Áreas sociais 1753 12,7 Floresta 5719 41,4 Improdutivos 317 2,3 Incultos 3387 24,5 Superfícies aquáticas 19 0,1

Tabela 4 – Classes de ocupação do solo florestal.

De forma a ir ao encontro dos objetivos do trabalho, para a elaboração do Mapa de Ocupação Florestal (Anexo I) excluiu-se a classe designada como “Outra Floresta”, a qual engloba as áreas de carvalho que representam 1926 ha, bem como áreas de outras folhosas e outras resinosas, correspondentes a uma área de 538 ha.

Por sua vez foi acrescentada a classe dos “Matos”, que engloba parte da área dos “Incultos”.

Assim, face aos objetivos do trabalho, o mapa elaborado referente à “Ocupação Florestal” apresenta apenas as zonas de Matos, Pinheiro Bravo e Eucalipto.

A vegetação existente no Município é particularmente mediterrânea, com adaptações ao solo e ao clima a que está sujeita. Vigorando a presença de pinheiros, carvalhos, eucaliptos, entre outras folhosas e também resinosas. A nível de matos prevalecem as estevas, entre outras cistáceas, tojo e urzes. Nas zonas ripícolas as espécies predominantes são os salgueiros e o freixo.

O mapa elaborado correspondente à “Ocupação Florestal” não distingue a densidade dos povoamentos, nem se estes são puros ou mistos. Esta categoria não foi referenciada pelo motivo de não ser de elevada relevância no tratamento de dados.

Ocupação Florestal Área (ha) Percentagem total (%)

Eucalipto 718 8,7

Matos 2580 31,1

Pinheiro Bravo 2790 33,6

4. Material e Métodos

4.1. Metodologia

4.1.1. Determinação das Áreas de Exploração

As áreas definidas para a exploração de BFR foram tidas em atenção, excluindo

aquelas que apresentavam limitações físicas e ambientais que eram evidentes.

Desde logo foi tomado em atenção dois fatores físicos muito importantes para a

exploração de BFR, sendo eles o declive e a distância à rede viária. Os quais foram

seguidamente relacionados, isto através das combinações dos fatores de

ponderação atribuído (tabela 7).

Em relação ao declive foram consideradas três classes (tabela 5).

Tabela 5 – Classes de declives

Classes de Declives (%) Fatores de Ponderação <15 1 15 - 30 2 > 30 4

Através do software ArcGis 9, ArcMap versão 9.3, utilizou-se a carta de altimetria e desta forma criou-se um mapa de declives com as classes pretendidas, da área de estudo. Os declives inferiores a 15% não apresentam qualquer limitação, os compreendidos entre 15 e

30% apresentam algumas limitações, porém pode-se realizar a exploração, unicamente pode-se estar sujeito a uma alteração ao nível das máquinas a utilizar. Em relação aos declives superiores a 30%, estes apresentam-se com elevadas restrições para a exploração da BFR.

Todavia, como já foi referido anteriormente a distância às redes viárias também podem apresentar restrições e por isso também foi realizado um mapa das várias classes de distância à rede viária (Tabela 6).

Tabela 6 – Classes de distância em relação à rede viária

Classes de Distancias (m) Fatores de Ponderação 0 - 50 1 50 – 100 1,5 100 – 500 2 > 500 2,5

Depois de realizados estes mapas, os quais estão disponíveis em anexos I, realizou-se um outro mapa final, em que engloba o cruzamento dos declives com as distâncias à

bravo e eucalipto. A soma dos fatores de ponderação atribuídos anteriormente permitiu definir as classes de explorabilidade apresentadas na Tabela 7. Estes mapas encontram-se em anexos I.

Tabela 7 – Classes de explorabilidade com as devidas restrições em relação à área de estudo.

Classes de Explorabilidade Combinação entre Classes de Declives e Distancia à Rede Viária Descrição Classes de Ponderação Fácil <15%; 0 – 50m

Sem restrições e com elevada explorabilidade 2 Moderado <15%; 50 – 100m <15%; 100 – 500m <15%;> 500m 15 – 30%; 0 – 50m 15 – 30%; 50 – 100m 15 – 30%; 100 – 500m 15 – 30%;> 500m Reduzidas restrições e explorabilidade média 2,5 a 4,5 Difícil >30%;0 – 50m >30%; 50 – 100m >30%; 100 – 500m >30%;> 500m Elevadas restrições e com e reduzida explorabilidade > 4,5

4.1.2. Quantificação da BFR Potencial

A BFR que foi estudada neste trabalho foi em relação aos povoamentos de matos, pinheiro bravo e eucalipto. Sendo o principal motivo desta escolha por serem as espécies mais exploradas nesta área e em relação aos matos, por existir em grandes quantidades e a sua produção anual ser elevada. Para a quantificação das áreas pertencentes a estes povoamentos, recorreu-se ao software ArcGis 9, ArcMap versão 9.3.

Tabela 8 – Área total correspondente à NUT III, Minho – Lima.

Determinadas as áreas referentes aos vários povoamentos (Tabela 8), foi necessário quantificar a produção anual de cada uma das espécies que são analisadas. A produtividade ha/ano de cada espécie para a área em estudo foi estimada recorrendo ao estudo publicado pelo BIORREG Florestas,

Pascoa et al (2006), correspondente à área NUT III, Minho

Espécies Área (ha)

Eucalipto 14352

Pinheiro bravo 37669

Tabela 9 – Área, produtividade e produção total anual de cada espécie na NUT III, Minho – Lima.

De referir que produção de matos é referente a sub-coberto, o que significa que quando em situação de povoamentos unicamente de matos apresenta uma produtividade diferente, correspondendo a 4 ton/ha/ano (Fonte: BIORREG Florestas, Pascoa et al (2006)).

4.1.3. Avaliação Energética da BFR

Esta avaliação incide na determinação do potencial energético da BFR e a sua

quantidade. Para tal, a totalidade de matéria-prima existente de cada espécie vai

estar sujeita a várias análises, sendo necessário ter em conta todas possíveis

perdas existentes durante os processos de exploração. Porém, é necessário

saber-se qual o poder calorifico para que saber-se possa chegar ao potencial energético. Na

tabela 10 são apresentados os valores do poder calorifico utilizados para cada uma

das espécies em estudo (Telmo e Lousada, 2011*; Mourinho 2011**).

Tabela 10 – Poder calorifico correspondente às espécies em estudo.

Espécies Poder Calorifico (Gj/ton)

Eucalipto 17,6*

Pinheiro bravo 20,2*

Matos 21,9**

Espécie Área Produtividade

(ton/ha/ano)

Produção total anual (ton/ano)

Eucalipto 14352 2,836 40708

Pinheiro bravo 37669 2,126 80095

4.2. Levantamento de dados

4.2.1. Custos das Operações de Exploração de BFR

O trabalho de campo neste ponto visou a recolha dos tempos gastos em cada operação realizada, com o objetivo de estimar os custos individuais de cada operação, não excluindo os restantes gastos correspondentes à manutenção e desgaste do equipamento, tendo também em conta a produtividade de cada máquina.

As operações acompanhadas foram o corte, enfardamento, rechega, trituração, carga e transporte, sendo assumido que o custo de exploração da biomassa resulta da soma dos vários custos das operações individuais que formam a cadeia de abastecimento.

A ficha de campo para a recolha de dados é apresentada nos anexos II.

4.2.2. Consumos da Caldeira Existente

Relativamente à caldeira que existe para o aquecimento das piscinas municipais, sabe-se que a sua fonte de consumo é o gás propano, complementada com eletricidade.

Visto que não existia nenhum registo sobre os consumos médios anuais, foi necessário compilar, com o auxílio do técnico responsável, os dados dos registros dos consumos mensais observados nos últimos três anos.

Foram também recolhidos dados acerca das dimensões das piscinas e das características da caldeira, com o objetivo de se poderem fazer as devidas avaliações necessárias para uma correta comparação entre as diferentes alternativas.

4.3. Estruturação de Cenários que tendam ao aproveitamento da BFR

O aproveitamento energético de BFR é uma matéria que tem vindo a ganhar o seu espaço no mercado, que para além de envolver elevadas quantidades de energia que podem ser exploradas, apresenta várias vantagens, como sejam a proteção contra incêndios e a baixa quantidade de gases poluentes libertados durante o processo de queima.

De referir que existe ainda muita biomassa residual que não é valorizada, como por exemplo os desperdícios provenientes das podas e manutenção dos jardins municipais e os matos das faixas de gestão de combustível, que muitas vezes são levados para aterros sanitários, quando poderiam ser encaminhados para uma unidade consumidora existente no concelho para produção de energia.

No caso presente do município de Paredes de Coura foi seleccionada a situação das piscinas municipais, que até ao momento têm estado a funcionar com gás propano. Dado o considerável estado de deterioração deste equipamento, que desde a sua instalação nunca sofreu qualquer intervenção de actualização e que já denota evidentes sinais de desgaste, considerou-se pertinente a opção pelo aproveitamento energético da BFR para o aquecimento dessas piscinas.

Neste sentido foram equacionados e analisados quatro possíveis cenários:

 Cenário 1 – Substituição da caldeira actualmente existente por uma caldeira a biomassa, em que a estilha é comprada ao preço corrente de 30€/t. Desta forma a compra seria feita a particulares e proprietários de empresas do sector, não sendo necessária a recolha de BFR por parte do município.

 Cenário 2 - Substituição da caldeira actualmente existente por uma caldeira a biomassa e aproveitamento de BFR, onde os custos intrínsecos à cadeia de abastecimento passam pelos custos de transporte primário, trituração e transporte secundário.

 Cenário 3 - Substituição da caldeira actualmente existente por uma caldeira a biomassa e aproveitamento de BFR, onde os custos intrínsecos à cadeia de abastecimento passam pelos custos de trituração e transporte secundário, excluindo desta forma o transporte primário.

 Cenário 4 - Substituição da caldeira actualmente existente por uma caldeira a biomassa e aproveitamento de BFR, onde os custos intrínsecos à cadeia de abastecimento passam pelos custos de corte, ajuntamento, transporte primário, trituração e transporte secundário.

Na análise económica e ambiental dos 4 cenários propostos, é necessário ter em consideração que, comparativamente com o gás propano (combustível actualmente usado), a biomassa é um combustível mais barato e para o qual as emissões de CO2 na combustão são consideradas nulas. No entanto, o seu poder calorífico é bastante inferior em relação ao poder calorífico do gás propano, e são necessárias alterações nas tecnologias usadas na produção de energia térmica que implicam um investimento significativo.

Desta forma, a análise feita é uma comparação, de base anual, dos custos de compra de gás propano e dos custos de manutenção da caldeira existente, com os custos de compra de BFR e os custos de manutenção da nova caldeira a biomassa, tendo também em conta o investimento inicial correspondente à substituição da caldeira existente por uma nova a biomassa.

5. Resultados e Discussão

5.1. Análise da Disponibilidade da BFR

5.1.1. Explorabilidade

Para se poder determinar as áreas por classe de explorabilidade, dividiu-se os tipos de ocupação florestal em 3 grupos, sendo eles, os matos, o pinheiro-bravo e o eucalipto. Estes cálculos foram efetuados segundo as restrições que já foram apresentadas anteriormente. Na Tabela 11 são apresentadas as áreas de cada classe de explorabilidade, para cada um dos tipos de BFR.

Numa primeira análise é possível observar que os matos e o pinheiro-bravo têm uma área idêntica, maioritariamente com classe de explorabilidade moderada e fácil.

É de salientar que as zonas de explorabilidade moderada apresentarão um custo mais elevado que as de explorabilidade fácil, contudo a sua exploração é possível e economicamente viável. As zonas de explorabilidade difícil apresentam declives acentuados e uma rede viária muito pouco favorável. Todavia, a sua dimensão não é significativa e devido às suas limitações físicas a sua exploração será excluída.

Tabela 11 – Área por classe de explorabilidade para cada uma das fontes de BFR. Nível de

Explorabilidade

Matos (Isolados)

Pinheiro

Bravo Eucalipto Total ha

Fácil 442,46 792,06 164,06 1398,68

Moderado 2046,31 1924,31 548,19 4518,81

Difícil 91,69 73,94 6 171,63

Em síntese, no que respeita à percentagem de explorabilidade da BFR, os resultados são muito interessantes, apresentando 23% da área com possibilidade de extracção da biomassa sem qualquer tipo de restrições, isto é, com bons acessos ao nível da rede viária, o que permite o deslocamento do material em distâncias reduzidas, associado a declives reduzidos (que constitui um dos principais factores de condicionamento). Para além disso, dentro dos 74% de área com moderada explorabilidade, é natural que existam zonas com algumas restrições mas que poderão ser facilmente ser contornado, devido à sua imensa área.

5.1.2. Produção Anual de BFR

Segundo as conclusões levadas a cabo pelo BIORREG Florestas (Pascoa et al, 2006), ao nível da produção anual de BFR em toneladas por hectare (peso seco), o valor obtido para os matos foi de 4 t/ha/ano, para o pinheiro-bravo foi de 2.126 t/ha/ano, para o eucalipto foi de 2.835 t/ha/ano e por fim, para os matos de sub-coberto foi de 1.054 t/ha/ano. Com base nessa informação e nos valores das áreas apresentadas na Tabela 11, calcularam-se os valores da produção anual de BFR para cada tipo de biomassa e classe de explorabilidade,

23% 74% 3%

Explorabilidade

Tabela 12 – Produção anual de BFR, em toneladas, por classe de explorabilidade e por tipologia florestal. Nível de Explorabilidade Matos (Isolados) Pinheiro Bravo Matos sub- coberto (Pinheiro Bravo) Eucalipto Matos sub- coberto (Eucalipto) Total t/ano Fácil 1770,24 1683,92 834,83 465,27 172,92 4927,18 Moderado 8185,24 4091,08 2028,22 1554,67 577,79 16437,00 Difícil 366,76 157,20 77,93 17,02 6,32 625,23 Total t/ano 9955,48 5775,00 2863,05 2019,94 750,71 21364,19

Apresentam-se também os valores referentes aos matos sub-coberto, existentes nos povoamentos de pinheiro bravo e de eucalipto, visto que ocorrendo exploração florestal nestes povoamentos, estes matos poderão ter custos de exploração relativamente baixos, visto que grande parte da logística já está no terreno. De referir, também, que a área desta classe apresenta uma percentagem bastante significativa.

Ao nível dos resíduos passiveis de explorar, considerando as classes de explorabilidade “Fácil” e “Moderado”, verifica-se que os matos apresentam uma maior produção anual, seguido dos resíduos de pinheiro.

5.1.3. Quantificação e Avaliação Energética da BFR

As próximas tabelas mostram de forma sucinta as quantidades potenciais da BFR, nas zonas de fácil e moderada exploração, visto que são estas onde as operações podem ser realizadas com custos mais reduzidos e em segurança, devido a não apresentarem tantas condicionantes a nível físico.

Face ao predomínio das áreas de matos isolados e de floresta de pinheiro, na região em estudo (Tabelas 8 e 11), a disponibilidade energética anual destas componentes é muito superior à disponibilizada pela floresta de eucalipto. De facto, relativamente à classe de explorabilidade “Fácil”, verifica-se que a componente dos Matos isolados, do Pinheiro bravo e dos Matos em sub-coberto de Pinheiro bravo disponibilizam anualmente cerca de

24.424Gj, 21.430Gj e 11.518Gj, respectivamente, enquanto a floresta de Eucalipto e os Matos em sub-coberto de Eucalipto apenas garantem 5.159Gj e 2.386Gj, respectivamente. Idêntica situação se verifica na classe de explorabilidade “Moderada”.

Agregando os valores das duas classes passíveis de exploração, constata-se que os Matos isolados representam um valor energético anual de aproximadamente 137.356Gj, em sub-coberto de Pinheiro 37.329Gj e em sub-sub-coberto de Eucalipto 8.792Gj, enquanto a floresta de Pinheiro um valor anual de 73.493Gj e a de Eucalipto 22.397Gj.

Tabela 13 – Disponibilidade energética anual de cada um dos tipos de BFR, para a classe de explorabilidade “Fácil”. Matos Pinheiro Bravo Matos sub- coberto (Pinheiro Bravo) Eucalipto Matos sub- coberto (Eucalipto) Produção (ton/ano) 1770,24 1683,92 834,83 465,27 172,92 Humidade (%) 30 30 30 30 30 Peso Água (ton_H2O/ano) 531,07 505,18 250,45 139,58 51,88 Peso Seco (ton_secas/ano) 1239,17 1178,74 584,38 325,69 121,04 Perdas na recolha (%) 10 10 10 10 10 Total Perdas (ton/ano) 123,92 117,87 58,44 32,57 12,10 Total Explorado (ton_secas/ano) 1115,25 1060,87 525,94 293,12 108,94 Poder Calorifico (Gj/ton) 21,9 20,2 21,9 17,6 21,9 Valor Energético (Gj/ano) 24424,00 21429,56 11518,17 5158,96 2385,77