MADEIRA PARA PRODUÇÃO DE CARVÃO E BIOMASSA

(1)

PLANO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO PARA O DECÊNIO 2010

PLANO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO PARA O DECÊNIO 2010--20202020

MADEIRA PARA PRODU

Ç

ÃO DE CARVÃO E BIOMASSA

(Aspectos

(Aspectos silviculturaissilviculturais e industriais, integrae industriais, integraçção florestaão floresta--indindúústria) stria)

Coordena

Coordenaçção: ão: EngEngºº FtalFtal.Roosevelt Almado.Roosevelt Almado

Campinas

Campinas -- SPSP 21 e 22/05/2009

(2)

1.

1. Overview

Overview

2. Objetivos

3. Metodologia

4. Resultados

5. Discussão

6. Sugestão de linhas de a

ç

ão

CONTE

(3)

CONSUMO DE MADEIRA PARA ENERGIA NO MUNDO

Editado por: J.O. Brito

(4)

MATRIZ DE OFERTA DE ENERGIA (%)

FONTE: Minist

(5)

Editado por: J.O. Brito

2005

256 Mm

256 Mm33

CONSUMO TRADICIONAL DE MADEIRA PARA ENERGIA

NO BRASIL

Em 2007:

• Madeira para energia = US$ 2.0 bilhões de dólares • Exportações de celulose e papel = US$ 2.3 bilhões

(6)

SETOR FLORESTAL

BRASILEIRO: OFERTA E DEMANDA

Causa Principal

Descompasso entre investimentos na área industrial e na base florestal

Conseqüências

Limitação ao crescimento do setor

Importação de madeira

Pressão sobre florestas nativas

Outros fatores:

Aumento da demanda dos setores da agroindústria localizada no meio rural, na secagem de grãos, chá ou tabaco, na produção de tijolos e na indústria cerâmica, em praticamente todas as regiões do Brasil.

- 7 5 - 2 5 2 5 7 5 1 2 5 1 7 5 2 2 5 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 2 0 1 1 (1 .0 00 .00 0 m 3)

(7)

1.

1. Overview

Overview

2. Objetivos

3. Metodologia

4. Resultados

5. Discussão

6. Sugestão de linhas de a

(8)

2. OBJETIVOS

• Colher subsídios para um PLANO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO para o decênio 2010-2020 (PPD-IPEF 2020) a ser elaborado pelo Conselho Técnico-Científico (CTC)

• Propor linhas de pesquisa alternativas ao uso de fontes energéticas tradicionais não renováveis, por meio da biomassa de plantações florestais, contribuindo para a ampliação da matriz energética nacional de forma sustentável.

(9)

1.

1. Overview

Overview

2. Objetivos

3. Metodologia

4. Resultados

5. Discussão

6. Sugestão de linhas de a

(10)

3. METODOLOGIA

• Elaboração de questionário específico;

• Envio do questionário a empresas congêneres do setor associadas ao IPEF e outras;

• Compilação dos resultados; • Análise dos resultados;

• Redação de conclusões preliminares para orientação do (PPD-IPEF 2020) a ser elaborado pelo Conselho Técnico-Científico (CTC);

(11)

ABORDAGEM DO QUESTION

Á

RIO

• Visão estratégica

• Aplicação dos Investimentos • Desenvolvimento Tecnológico • Interação Técnica e Científica

• Contribuição da Pesquisa e Academia

GERAL:

MADEIRA PARA PRODU

MADEIRA PARA PRODUÇÇÃO ÃO DE CARVÃO E BIOMASSA

DE CARVÃO E BIOMASSA

SILVICULTURA

SILVICULTURA AMBIÊNCIA AMBIÊNCIA E E PROTE PROTEÇÇÃO ÃO FLORESTAL FLORESTAL

MELHORAMENTO MELHORAMENTO

GEN

GENÉÉTICO TICO

COLHEITA COLHEITA FLORESTAL FLORESTAL

PRODU

PRODUÇÇÃO DE ÃO DE CARVÃO CARVÃO E BIOMASSA E BIOMASSA FLORESTA FLORESTA & & IND

INDÚÚSTRIASTRIA

ESPEC

(12)

1.

1. Overview

Overview

2. Objetivos

3. Metodologia

4. Resultados

5. Discussão

6.

(13)

An

á

lise de SWOT

((InovaInovaçção)ão)

Impacto da colheita mecanizada na regeneração de cepas

Treinamento e capacitação Investimento no humano

Fluxos de trabalho (automação e instrumentação)

Gerenciamento da rotina

Processo de carbonização (termometria/gases) Resistência e densidade da madeira

Inovação e criatividade

Aproximação Academia x Empresa

Comunicação (Programas e Intercâmbios) Integração entre as empresas

Rendimento gravimétrico

Conhecimento/controle das propriedades da matéria prima (Umid.; Diam.; Dens.;)

Produtividade dos clones Colheita mecanizada

Rápido crescimento tecnológico em um tempo relativamente curto

Qualidade das florestas Custos racionais e sob controle

Uso atualizado e regular de tecnologias Persistência na busca de resultados

PONTOS A MELHORAR (Weaknesses) FORÇAS (Strenghts)

AN

(14)

Disponibilidade de recursos para a execução dos projetos

Políticas governamentais adversas Condições ambientais adversas

Reestruturações/extinções de serviços

Pressão pública (Comunidades, ONG’S e movimentos sociais)

Queda de preço do coque e concorrentes da madeira

Siderurgia a carvão mineral Implementar experimentos com enfoques

específicos em conjunto (qualidade da madeira e carvão)

Interação entre as universidades e institutos de pesquisa

Tendência de mecanização Melhoramento Genético Transformação vol. x peso Foco no cliente

Valorar e criar dependência (Flor – Ind.)

Novas tecnologias (Transgenia, rapidez na análise de madeira e seleção de materiais)

Obtenção de clones de alta qualidade

Ampliar contato com instituições internacionais Mercado de Carbono AMEA AMEAÇÇAS AS (Threats) OPORTUNIDADES OPORTUNIDADES (Opportunities) AN

ANÁÁLISE EXTERNALISE EXTERNA

An

(15)

4. RESULTADOS

–

Silvicultura

70 Mapeamento de solos / Unidades de Manejo Operacional

70 Monitoramento Nutricional de florestas em fase de manutenção

70 Espaçamento/arranjo de plantio

70 Metodologia de manejo florestal para produção de carvão vegetal

com enfoque a melhoria de propriedades físico mecânicas da madeira e do carvão 75 Relações Hídricas 75 Relações Genéticas 77 Balanço de carbono na floresta

80 Manejo e condução de brotação

87 Desenvolvimento de estratégias de amostragem de madeira (mét.

destrutivo/não-destrutivo) % % IMPORTÂNCIA IMPORTÂNCIA QUESITO QUESITO

(16)

4. RESULTADOS

–

Silvicultura

% % IMPORTÂNCIA IMPORTÂNCIA QUESITO QUESITO 50 Monitoramento e combate a matocompetição

50 Preparo de solo profundo

60 Interações ecológicas

60 Interações Edafo-climáticas

65 Técnicas de cultivo mínimo

65 Aprofundamento em técnicas de preparo de solo, formação e

desenvolvimento de florestas de forma equilibrada e compatível financeiramente a produção de biomassa

67 Estimativa de massa seca e de rendimento em IMA-CARVÃO

70 Ações de manejo

70 Técnicas de produção de mudas (viveiro/casa de vegetação) –

(17)

4. RESULTADOS

–

Ambiência e Prote

ç

ão Florestal

% % IMPORTÂNCIA IMPORTÂNCIA QUESITO QUESITO 62 Manejo de áreas em processo de conversão florestal (antigos plantios –

nativa)

65 Monitoramento de cupins de muda e de cerne

70 Eficiência e Reutilização do uso da água nos processos de produção

florestal

75 Avaliação do impacto social do manejo florestal nas comunidades

locais

75 Recomposição de matas ciliares e áreas afins

80 Acompanhamento técnico e sistemático da evolução da legislação

ambiental

80 Novas pragas do eucalipto

80 Desenvolvimento de indicadores sociais associados à avaliação da

sustentabilidade do manejo de florestas plantadas

82 Recuperação de áreas degradadas

(18)

4. RESULTADOS

–

Ambiência e Prote

ç

ão Florestal

% % IMPORTÂNCIA IMPORTÂNCIA QUESITO QUESITO 40 Manejo de fauna em áreas de colheita florestal

50 Implantação e manejo de corredores ecológicos em áreas reflorestadas

55 Manejo de subbosque

55 Técnicas de monitoramento e controle de besouros desfolhadores

57 Relação eucalipto x pasto x nativa

60 Desenvolvimento de indicadores ambientais associados a avaliação da

(19)

4. RESULTADOS

–

Melhoramento Gen

é

tico

% % IMPORTÂNCIA IMPORTÂNCIA QUESITO QUESITO 57 Alocação de biomassa, arquitetura de copa e índice de área foliar

67 Espécies alternativas para a produção de biomassa

67 Avaliação de características da madeira (densidade, lignina,

extrativos, minerais)

70 Melhoramento genético de E. cloeziana com enfoque a melhoria da

qualidade do carvão vegetal

75 Produção e seleção de híbridos interespecíficos

80 Transgenia

82 Programas de conservação de base genética

85 Seleção/introdução/desenvolvimento de novos materiais

(20)

4. RESULTADOS

–

Colheita Florestal

% % IMPORTÂNCIA IMPORTÂNCIA QUESITO QUESITO 62 Ergonomia 72 Planejamento e gestão da colheita florestal

75 Manutenção e conservação de estradas florestais

75 Desenvolvimento de indicadores ambientais associados a avaliação da

colheita mecanizada de florestas plantadas

85 Segurança nas atividades florestais

87 Desenvolvimento de sistemas e equipamentos

87 Impactos colheita mecanizada

(21)

4. RESULTADOS

–

Produ

ç

ão de Carvão e Biomassa

% % IMPORTÂNCIA IMPORTÂNCIA QUESITO QUESITO 65 Espécies alternativas para a produção de biomassa

70 Materiais construtivos

77 Gerenciamento de resíduos na produção de carvão

85 Mercado de créditos de carbono

85 Automação industrial

85 Controle de processos

92 Qualidade final do carvão vegetal: Avaliação de rendimentos,

granulometria, características físicas, químicas e de resistência (friabilidade) e geração de finos.

92 Processos de co-geração de energia

95 Processos de resfriamento de fornos e co-geração

97 Aprimoramento de fornos mecanizados: Processos de recirculação e

(22)

4. RESULTADOS

–

Floresta & Ind

ú

stria

PLANTAS DE CARBONIZAÇÃO / USINAS

% % IMPORTÂNCIA IMPORTÂNCIA QUESITO QUESITO 65 Projetos civis / drenagem

70 Padrão de amostragem do carvão vegetal

75 Heterogeneidade do carvão

75 Condições Ambientais/emissões atmosféricas

78 Instabilidade dos parâmetros de qualidade (CF; cinzas; umidade;

finos)

85 Gerenciamento de resíduos (Alcatrão)

90 Controle de processos ( período chuvoso)

92 Qualidade da matéria prima e do produto final (período chuvoso)

(23)

1.

1. Overview

Overview

2. Objetivos

3. Metodologia

4. Resultados

5. Discussão

6. Sugestão de linhas de a

(24)

5. DISCUSSÃO: MELHORAMENTO GEN

É

TICO

• Seleção/introdução/desenvolvimento de novos materiais; • Programas de conservação de base genética:

• Assegurar e garantir a possibilidade de uso de materiais “descartados” • Estar preparado para mudança de estratégias

• Transgenia (>densidade; > >lignina;> <Compostos fenólicos..)<

• Produtividade (Rendimento IMA/Carvão)

• Resistência (déficit hídrico, geadas, doenças e insetos nocivos); • Busca pelo material ideal!

(25)

Projeção PMGF: Ganhos IMA e Densidade 450 500 550 600 650 Ano DB 38 40 42 44 46 48 50 52 IM A

DB (kg/m3) Média IMA (m3/ha/ano)

DB (kg/m3) 532 527 509 531 545 559 570 586 600 600 600 600 600 600 600 Média IMA (m3/ha/ano) 43 43 43 45 45 45 48 48 48 50 50 50 50 50 50

1 ₀₈2 ₀₉3 ₁₀4 ₁₁5 6₁₂ 7₁₃ 8₁₄ 9₁₅ 10₁₆ 11₁₇ 12₁₈ 13₁₉ 14₂₀ 15₂₁ 07

ANO

PMGF: PROJE

(26)

H

(27)

À

À esquerda planta de progênies dos clones da Baixada do esquerda planta de progênies dos clones da Baixada do BretasBretas (AMJ)(AMJ) À

(28)

5. DISCUSSÃO: Silvicultura -

Manejo de Brotação

Critérios: Reformar ou conduzir? produtividade e o custo de formação da nova floresta;

Manejo (controle de insetos, matocompetição, adubação...); Densidade de plantas;

(29)

COMPARA

Ç

ÃO ENTRE AS FERRAMENTAS

Menor esforço físico, maior domínio Menor incidência de incidentes /acidentes. Atende os requisitos descritos em PPO 1,0 Roçadeira Maior esforço físico Maior registro de incidentes /acidentes. Atende os requisitos descritos em PPO 0,5 Machadinha Menor esforço físico, maior domínio Menor incidência de incidentes /acidentes. Atende os requisitos descritos em PPO 0,7 Foice sem gavião Ergonomia Ergonomia Seguran Seguranççaa Qualidade Qualidade Rendimento Rendimento Ha Ha//hdhd Ferramenta Ferramenta

(30)

Damage assessment and host plant records of Oxymerus basalis

(Dalman 1823) (Cerambycidae: Cerambycinae: Trachyderini) in Brazil

(31)

Urograndis Grancam Psilídeo

(32)

5. DISCUSSÃO: Silvicultura –

Tec. da madeira

• Qualidade da madeira (densidade, umidade, resistência);

• Avaliação das características para a qualidade do produto final; • Determinação rápida;

(33)

• Desenvolvimento de sistemas e equipamentos;

• Segurança nas atividades florestais;

• FOCO CLIENTE: Bitola, madeira seca e sem impurezas.

5. DISCUSSÃO: Colheita Florestal

COLHEITA MECANIZADA COLHEITA COM MOTOSSERRA

TALHÃO ÁREA FALHA 1ª

ROT. (%)

FALHA ROT. 2ª

(%)

TALHÃO ÁREA FALHA 1ª

ROT. (%) FALHA ROT. 2ª (%) 73 31,0 1,3 2,9 441 24,4 1,75 0,37 128 41,0 3 3 444 36,5 0,33 0,42 134 22,0 0,8 3,4 449 40,6 0,69 0,77 76 44,0 1,1 4,4 87 32,2 2,8 5,9 85 42,0 1,7 7,2 105 38,6 2,8 7,8 127 20,5 2,4 9,4 141 50,0 2,4 9,8 231 47,2 1,8 7,2 395 48,0 1,6 14,5 234 46,4 2,6 5,8 487 31,0 1,5 6,4 104 26,4 3,7 21,6 125 41,7 2,2 26,7 562,1 2,11 9,15 101,5 0,8153596 0,55

(34)

• Controle do Processo de Carbonização

• Otimização dos processos produtivos (carga/carbonização/resfriamento)

(35)

QUEIMADOR DE FUMAÇAS

(36)

Exaustor

Exaustor Sistemas tubularesSistemas tubulares

Redução de 37% no tempo médio de resfriamento (8/5 dias)

Redução da umidade em 40%(30/18) e melhoria do RG em 9% (33/36% b.s); Sistema

Sistema_Sistema de de resfriamentoresfriamento forforççadoado Troca de calor gáTroca de calor gás / s / ááguagua Sistema de de resfriamentoresfriamento forforççadoado Troca de calor gáTroca de calor gáTroca de calor gTroca de calor gás / ás / s / ás / ááguaáguaguagua

(37)

SUSTENTABILIDADE

• Redução da emissão de gases • Redução no consumo de madeira • Aumento da produtividade do forno • Melhor controle dos processos

• Redução do custo do carvão previsto em 6% FRIABILIDADE, DENSIDADE FRIABILIDADE, DENSIDADE CARBONO FIXO

CARBONO FIXO....foco no

cliente...criar dependência Flor-Ind.

CO

-

GERA

Ç

ÃO

• Ex: UPC Buritis – Possibilidade de Geração de 2MW

(38)

MERCADO DE CARBONO

MERCADO DE CARBONO -- Sustentabilidade Sustentabilidade na Cadeia Produtiva de Gusa com Biomassa Renov

na Cadeia Produtiva de Gusa com Biomassa Renováávelvel

CAF Belgo

Madeira UPCFornos de

Redução Carvão Vegetal (Biomassa Renovável) Altos Fornos a Carvão Vegetal (2) Gusa Sustentável Florestamento e Reflorestamento não elegíveis ao MDL Novas Florestas Programa Produtor Florestal - PPF Logística MDL MDL CCX MDL CAF Belgo

Madeira UPCFornos de

Redução Carvão Vegetal (Biomassa Renovável) Altos Fornos a Carvão Vegetal (2) Gusa Sustentável Florestamento e Reflorestamento não elegíveis ao MDL Novas Florestas Programa Produtor Florestal - PPF Logística MDL MDL CCX MDL

* CCX – Chicago Climate Exchange

*MDL – Mecanismo de Desenvolvimento Limpo

ArcelorMittal Florestas

ArcelorMittal Juiz de Fora

_{ArcelorMittal Juiz de Fora}

(39)

Processos de consulta e participação

Avaliação do Impacto Social

Reconhecimento dos direitos e da cultura

Relações com os empregados

Contribuição para o desenvolvimento

Biodiversidade

(40)

1. Overview

2. Objetivos

3. Metodologia

4. Resultados

5. Discussão

6. Sugestão de linhas de a

(41)

• Desenvolver linhas de melhoramento genético para qualidade da matéria prima: Carvão e biomassa de qualidade tem início com um programa bem estruturado e focado;

• Buscar espécies acessórias não tradicionalmente usadas nos cruzamentos que possam conferir quesitos que garantam a qualidade da matéria-prima desejada;

• Os programas de melhoramento devem preferencialmente ter participação de equipe multidisciplinar com enfoque no manejo e na tecnologia da madeira conjuntamente;

• Incentivar/coordenar a criação de bancos de germoplasma;

• Investir em sistemas de predição de pragas e doenças com enfoque a evitar desfolha dos povoamentos;

• Atuar em conjunto com outras instituições buscando a melhoria dos processos de carbonização com enfoque ao entendimento dos processos térmicos e de fluxo de gases dentro dos fornos;

(42)

• Atuar em conjunto com outras instituições buscando materiais construtivos adequados ao processo de carbonização;

• Desenvolver programas de pesquisa voltados para a prospecção e desenvolvimento de produtos alternativos de controle de pragas e doenças;

• Desenvolver linhas de pesquisa voltadas para o aproveitamento dos resíduos siderúrgicos e dos processos de carbonização de madeira (alcatrão);

• Desenvolver programas de pesquisa voltadas para relação uso dos resíduos florestais x produção de energia (sustentabilidade);

• Criar e incentivar fóruns de discussão sobre segurança e ergonomia nas atividades florestais;

• Desenvolver programas visando a quantificação de remoção de carbono pelos plantios florestais subsidiando projetos e metodologias para a geração de CER’S;

• Atuar politicamente junto aos órgãos e instituições afins visando consolidar os benefícios dos plantios florestais frente as mudanças climáticas;

6. LINHAS DE A

(43)

• Implantar uma rede experimental de longo prazo, com foco em florestas adensadas (energéticas), com experimentos adequadamente delineados e monitorados para as situações bio-edafo-climáticas estratégicas para possibilitar o estabelecimento, validação e difusão de modelos adequados de produção de biomassa e carvão vegetal. Dentro dos programas já existentes no IPEF

6. LINHAS DE A

Ç

ÃO SUGERIDAS

1º CONGRESSO BRASILEIRO DE FLORESTAS ENERGÉTICAS PROMOÇÃO – EMBRAPA E GOVERNO DE MINAS GERAIS ORGANIZAÇÃO – Embrapa Florestas

Local – Expo Minas - Belo Horizonte Data – 03 a 05 de junho 2009

(44)

roosevelt.almado@arcelormittal.com.br