A Engenharia Florestal e o sector da bioenergia

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__________________________________________________ Relatório de Atividade Profissional

Mestrado em Engenharia Florestal / Setembro 2015 _____________________________________ i

Relatório de Atividade Profissional expressamente elaborado de acordo com recomendação do Conselho de Reitores das Universidades Portuguesas feita a 8 de janeiro de 2011 e colocada em prática na Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro no ano letivo de 2011/2012 para efeito de obtenção do grau de Mestre em Engenharia Florestal, sendo apresentado na Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, no âmbito do 2º ciclo de formação em Engenharia Florestal.

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Mestrado em Engenharia Florestal / Setembro 2015 _____________________________________ ii

AGRADECIMENTOS

O meu agradecimento:

- À minha família, pelo incansável e permanente apoio em todos os desafios.

- À Profª Simone Varandas pela amizade, elevado profissionalismo, pela sua dedicação à área florestal e por sempre procurar alternativas no interesse dos seus alunos.

- Aos restantes professores do Departamento Florestal da UTAD, que com o seu profissionalismo muito contribuem para uma maior qualidade do ensino em Portugal, bem como para um maior conhecimento da área florestal no nosso país.

- A todos os meus companheiros de trabalho que durante o meu percurso profissional sempre me ajudaram e fizeram crescer somando experiências e conhecimentos.

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Mestrado em Engenharia Florestal / Setembro 2015 _____________________________________ iii

RESUMO

No âmbito da recomendação do Conselho de Reitores das Universidades Portuguesas feita a 8 de janeiro de 2011, tornou-se possível a licenciados pré-Bolonha adquirirem o grau académico de mestre através da realização de um relatório de atividade profissional. O presente Relatório de Atividade Profissional, foi elaborado com vista à obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Florestal, conferido pela Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro.

Neste relatório apresentam-se atividades desenvolvidas em contexto real de trabalho, quer no período de trabalho no Sector da Energia e Papel em Portugal, quer no sector da Energia e Cogeração de Biomassa na América Latina, Caraíbas e Estados Unidos. As atividades desenvolvidas em ambos os setores tiveram sempre como base de trabalho, a missão e a visão das instituições/organizações referidas, os requisitos ambientais legais aplicáveis e outros compromissos assumidos por elas.

As temáticas relativas a culturas energéticas, sistemas logísticos de produção de biomassa (de origem florestal e agrícola), estudos de abastecimento de biomassa para projetos de cogeração de energia e estudos de viabilidade técnico-económica de projeto foram privilegiadas no decurso do meu percurso profissional até hoje.

A descrição das atividades é acompanhada por uma análise crítica ao desenvolvimento das mesmas, perspetivando-se o papel do engenheiro florestal no sector bioenergético do ponto de vista do autor e de outras fontes.

PALAVRAS-CHAVE: Culturas Energéticas, Sistemas Logísticos, Cogeração de

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Mestrado em Engenharia Florestal / Setembro 2015 _____________________________________ iv

ABSTRACT

Under the recommendation of the Portuguese Universities Rectors Council made January 8th, 2011, it became possible to pre-Bologna graduates to acquire the master´s academic degree by performing a professional activity report. The following report was made in order to obtain the Master Degree in Forestall Engineering at the Trás-os-Montes e Alto Douro University.

This report presents activities developed at a real workplace framework at the Energy, Pulp and Paper sector in Portugal and at the Energy and Biomass Cogeneration sector in Latin America, the Caribbean and in the United States.

The activities in both sectors, always had as a working basis, the mission and vision of the companies/organizations referred to the applicable environmental legal requirements and other commitments made by them.

The thematic of energy crops, biomass logistics production systems (biomass of agricultural and forestall origin), cogeneration projects biomass supply studies and technical/economic feasibility studies were always privileged within my career´s scope of work till today.

The description of the activities is supported by a critical analysis of their development and also of the role of the forester engineer at the bioenergy sector from the author point of view and from other sources.

KEYWORDS: Energy Crops, Logistics Systems, Biomass Cogeneration, Bioenergy,

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Mestrado em Engenharia Florestal / Setembro 2015 _____________________________________ v

ÍNDICE

Agradecimentos ... ii

Resumo ... iii

Abstract ... iv

Índice ... v

Índice de Figuras ... vii

Índice de Quadros ... viii

I. Enquadramento ... 1

II. Culturas Energéticas em Portugal ... 2

2.1. Espécies lenhosas ... 2

2.1.1. Acácia (Acacia sp.) ... 2

2.1.2. Choupo (Populus sp.) ... 4

2.1.3. Eucalipto (Eucalyptus sp.) ... 6

2.1.4. Salgueiro (Salix sp.) ... 7

2.2. Espécies herbáceas e arbustivas ... 10

2.2.1. Cana-do-Reino (Arundo donax L.) ... 10

2.2.2. Cardo (Cynara cardunculus L.) ... 11

2.2.3. Esteva (Cistus ladanifer L.) ... 13

2.2.4 Giesta (Cytisus sp.) ... 15

2.2.5. Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) ... 16

2.2.6. Miscanthus (Miscanthus x giganteum) ... 17

2.2.7. Sorgo (Sorghum sp.) ... 20

2.2.8. “Switchgrass” (Panicum virgatum, L.) ... 21

2.3 Espécies oleaginosas (Biodiesel) ... 22

2.3.1. Colza (Brassica napus L.) ... 22

2.3.2. Erva Purgueira (Jatropha curcas L.) ... 24

2.3.3. Girassol (Helianthus annuus L.) ... 26

2.3.4. Mamona (Ricinus communis L.) ... 28

2.3.5. Palma (Elaeis guineensis Jacq.) ... 30

2.4. Espécies sacarinas / Cereais (bioetanol) ... 31

2.4.1. Beterraba (Beta vulgaris L.) ... 31

2.4.2. Cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) ... 34

2.4.3. Milho (Zea mays L.) ... 37

2.4.4. Tupinambo (Helianthus tuberosus L.) ... 38

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Mestrado em Engenharia Florestal / Setembro 2015 _____________________________________ vi 2.6. As Culturas Energéticas e o Contributo da Formação Florestal na

persecução dos objetivos profissionais ... 48

III. Sistemas Logísticos de Produção de Biomassa Agroflorestal ... 49

3.1 Sistemas Logísticos Convencionais ... 52

3.2. Biomassa proveniente de Resíduos de Exploração Florestal ... 54

3.2.1. Técnicas de Suporte à Exploração de Resíduos de Exploração ... 54

3.2.2. Técnicas de Rechega de Resíduos de Exploração ... 55

3.2.3. Técnicas de Aprovisionamento de Resíduos de Exploração ... 56

3.2.4. Técnicas de Transporte de Resíduos de Exploração ... 58

3.3. Biomassa proveniente de Cortes Rasos Antecipados ... 58

3.3.1. Técnicas de Suporte à realização de Cortes Rasos Antecipados ... 58

3.4. Biomassa proveniente de Reconversão de Povoamentos ... 61

3.4.1. Técnicas de Suporte às Reconversões ... 61

3 4.2. Os Sistemas Logísticos de Produção de Biomassa Agro-Florestal e o Contributo da Formação Florestal na persecusão dos objetivos profissionais 62 IV. Experiência Profissional no Setor da Bioenergia na República Dominicana (Intrinergy) ... 63

V. Experiência Profissional no Sector da Bioenergia em Porto Rico (Recast Energy) ... 66

V. Conclusões ... 69

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Mestrado em Engenharia Florestal / Setembro 2015 _____________________________________ vii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 - Aspeto da flôr de Acacia dealbata ... 2

Figura 2 - a) Aspeto da árvore em pé e b) da folha do Populus nigra ... 4

Figura 3 - Método de Colheita de Choupo para produção de Biocombustiveis ... 5

Figura 4 - Aspeto da folha e flôr de Eucalpyptus globulus ... 6

Figura 5 - Colheita de Eucalipto ... 7

Figura 6 - Plantação de Salgueiro para produção de Biomassa ... 7

Figura 7 - Colheita de salgueiro para produção de biomassa ... 9

Figura 8 - Plantação de Cana-do-Reino ... 10

Figura 9 - Plantação de Cardo ... 12

Figura 10 - Aspeto da flôr da Esteva ... 13

Figura 11 - Aspeto geral da Giesta ... 15

Figura 12 - Plantação de Kenaf ... 16

Figura 13 - Plantação de Miscanthus ... 17

Figura 14 - Colheita de Miscanthus ... 19

Figura 15 - Plantação de Sorgo ... 20

Figura 16 - Aspeto de Switchgrass ... 21

Figura 17 - Plantação de Colza ... 22

Figura 18 - Fruto da Erva Purgueira ... 25

Figura 19 - Plantação de Girassol ... 26

Figura 20 - Plantação de Mamona ... 28

Figura 21 - Plantação de Palma ... 30

Figura 22 - Foto de irrigação de Beterraba ... 33

Figura 23 - Plantação de Cana de Açúcar ... 34

Figura 24 - Plantação de Milho ... 37

Figura 25 - Tubérculos de Tupinambo ... 39

Figura 26 - Frações Biomassa ... 49

Figura 27 - Diferenciação das normas CEN dos Produtos segundo Classes de Tamanho ... 50

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Mestrado em Engenharia Florestal / Setembro 2015 _____________________________________ viii Figura 28 - a) Esquema de um estilhador de facas Pezzolato; b) e c) Estilhador de Facas em funcionamento com detalhe da tipologia de Biomassa produzida ... 52 Figura 29 - Esquema de um estilhador de martelos ... 53 Figura 30 - Estilhador de martelos Vermeer com detalhe para o desgaste dos Martelos e acumulação de fibras de biomassa no tambor rotativo e filtros ... 54 Figura 31 - Aspecto de uma exploração florestal de Eucalipto para pasta de papel e para produçao de Biomassa (esteiras paralelas) ... 55 Figura 32 - Equipamentos usados em rechega de resíduos de exploração: equipamento com frente bico de pato, trator agrícola e forwarder ... 55 Figura 33 - Aspecto de aumento de área seccional efectuado em Forwarder com objectivo de aumentar capacidade de carga/rechega de residuos florestais para posterior processamento ... 56 Figura 34 - Parque de biomassa em bruto ... 57 Figura 35 - Bioparque para armazenamento de estilha ... 57 Figura 36 - Camião para transporte de Biomassa e processo de descarga por plataforma hidraulica em central Recast Energy, Wiggins – Mississipi (USA) ... 58 Figura 37 - Aspeto de um Corte Raso Antecipado em povoamento de Eucalipto (6 anos) após a ocorrência de um fogo. Separação de rolaria pouco afetada do restante material para biomassa (formação de esteiras para posterior rechega com forwarder ... 59 Figura 38 - Aspeto de Feller Buncher em operação de corte e aglomeração de árvores ... 59 Figura 39 - Aspeto de Skidder em operação de Rechega de Árvores aglomeradas anteriormente pelo Feller Buncher ... 60 Figura 40 - Produção de Estilha por uso de Estilhador Dopstad ... 60 Figura 41 - Aspeto de uso de Tesoura Florestal para remoção de Cepos em Povoamento de Eucalipto e empilhamento ... 61

ÍNDICE DE QUADROS

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Mestrado em Engenharia Florestal / Junho 2015 _________________________________________ 1

I. ENQUADRAMENTO

O presente Relatório de Atividade Profissional foi elaborado com vista à obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Florestal, conferido pela Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro.

No presente relatório descreve-se de forma sucinta o percurso do mestrando pós-licenciatura, dando-se um especial enfoque à sua experiência profissional obtida ao longo dos anos de atividade profissional.

Neste relatório apresentam-se atividades desenvolvidas em contexto real de trabalho, quer em projetos de investigação na área da Bioenergia, levados a cabo no Instituto de Investigação da Floresta e Papel - RAIZ ao longo de aproximadamente três anos (2006 a 2009); quer em atividades profissionais desenvolvidas em ambiente empresarial na área da Cogeração de Biomassa levadas a cabo nas empresas Intrinergy e Recast Energy (2009 a 2015).

As atividades desenvolvidas em ambos os contextos focaram-se especificamente nas áreas do conhecimento das culturas energéticas e sistemas logísticos de produção de biomassa (de origem florestal e agrícola) às quais se fará uma breve alusão conceptual (Capítulos II e III respetivamente).

A atividade profissional na área da Biomassa e seu uso em centrais de cogeração permitiram ao mestrando desenvolver trabalho em vários países da América Latina, Caraíbas e América do Norte. Apresenta-se uma descrição resumida das aprendizagens e projetos elaborados nessa fase sendo referidos casos de estudo específicos para a República Dominicana e para Porto Rico.

Ao longo do seu percurso profissional o mestrando desenvolveu diferentes actividades sendo que este relatório foca as temáticas que na opinião do signatário autor foram as mais importantes e relevantes para a sua progressão como Engenheiro Florestal.

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II. CULTURAS ENERGÉTICAS EM PORTUGAL

A Europa vive hoje em dia uma grande dependência de recursos energéticos externos baseados em produtos petrolíferos. Segundo as mais variadas fontes, uma aposta no sector da bioenergia pode trazer claros benefícios para a União Europeia (UE), dos quais se destacam:

• diversificação do abastecimento energético da UE, aumentando a quota das energias renováveis;

• redução das emissões de gases com efeito de estufa em 209 Mt de CO2eqano; • 250.000 a 300.000 empregos diretos, principalmente em zonas rurais.

A produção de culturas energéticas em solo nacional que possam potenciar esse setor com matérias-primas de qualidade tem uma grande importância estratégica no quadro atual do nosso país [12].

Neste capítulo caracterizaremos as diferentes culturas bioenergéticas com relevância no contexto mundial, apontando as de maior potencial para utilização no nosso país. As culturas foram agrupadas em quatro grupos: culturas lenhosas, culturas herbáceas ou arbustivas (ambas para produção de biomassa para produção de energia térmica e elétrica), culturas oleaginosas (para produção de Biodiesel) e culturas sacarinas/cerealíferas (para produção de Bioetanol).

2.1. Espécies lenhosas 2.1.1. Acácia (Acacia sp.)

• Fenologia e características botânicas Acácia é o nome comum das plantas do Género Acacia, Família – Leguminosae. Em Portugal existem diversas espécies de Acácias tendo muitas delas um carácter invasor: a Mimosa (Acacia dealbata), a Acácia-das-Espigas (Acacia longifolia) e o Codeço-Alto (Acacia melanoxylon). Propagam-se por sementes e a época de floração é no início da Primavera (Março a Maio – Fig. 1).

Fig. 1 - Aspeto da flor de Acacia

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• Exigências edafoclimáticas

O género Acacia tem uma dispersão generalizada pelo nosso país, o que comprova o seu grau de adaptabilidade a diferentes condicionalismos edafoclimáticos. Não tem grandes exigências quanto ao tipo de solo, mas prefere solos ácidos. É relativamente exigente em água no solo, sendo afetada por condições de seca prolongada. Tem um crescimento rápido, sendo considerada uma árvore de médio porte – altura: 10 a 15 m e um diâmetro de 7 cm.

• Tecnologia da cultura (instalação, manutenção, colheita e processamento) Não se trata de uma essência passível de plantação no nosso país pelo seu carácter invasor. No entanto, o desenvolvimento de processos de colheita e processamento compatíveis com a gestão de áreas invadidas por estas espécies reveste-se de especial interesse. Para além de constituir uma matéria-prima biomassa, potencia, com a sua supressão, o maior crescimento do povoamento que codomina (eucaliptal, pinhal, etc.).

• Existência de mercado para os produtos

Há hoje em dia uma procura crescente de biomassa para diferentes usos. A biomassa de acácia carece de uma melhor caracterização e do uso que pode ter. A valoração das suas características pelo mercado será um ponto-chave na viabilização da sua exploração.

• Restrições legais e ambientais

O Decreto-Lei n.º 565/99, de 21 de Dezembro/1999 (listado no anexo I do Decreto-Lei n° 565/99, de 21 dezembro), proíbe liminarmente a disseminação desta cultura pelo seu forte carácter invasor [16]. Segundo o Decreto de Lei, ela consiste em si mesma um risco ambiental, uma vez que exerce predação sobre as espécies autóctones contribuindo para um decréscimo da biodiversidade dos ecossistemas.

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Programas de producão intensiva de biomassa com uso do choupo como espécie de excelencia têm optado pelo uso de: P. deltoides, P. nigra e P. trichocarpa, com elevados níveis de produtividade. A preparação do solo para a instalação de choupo consiste numa gradagem a 25 cm de profundidade, para melhorar as características físicas do solo e controlar as infestantes. A plantação é manual e normalmente feita nos meses de Março e Abril. Os compassos mais usuais são 3,0 x 1,5 m e 3,0 x 2,1 m

[1], embora a densidade de plantação possa variar entre as 700 e as 2300 plantas/ha. A aplicação de herbicida (glifosato) para gestão de infestantes nos primeiros anos pode ser necessária. A cultura tem um baixo nível de exigência de agroquímicos, não sendo necessária a aplicação de quaisquer inseticidas ou fungicidas. No entanto, é comum a utilização de

fertilizantes minerais. A colheita pode ser efectuada anualmente usando ensiladoras florestais (Fig. 3) ou pode ser feita em ciclos mais alargados 3 a 4 anos e 7 a 8 anos de forma convencional ou

por uso de tecnologias de exploração de árvore inteira: Feller Buncher (corte) e Skidder (transporte). O processamento pode ser no local (produção da estilha por um estilhador móvel junto ao parque de acumulação de material lenhoso) ou na central de processamento (carga e transporte do material lenhoso). O teor de humidade presente na matéria-prima no momento da colheita é de cerca de 50%. Para uma combustão mais eficiente da madeira, o conteúdo de humidade deve ser reduzido para 25 – 30%.

Embora se tenham levado a cabo, na Europa, estudos concretos sobre o choupo como cultura bioenergética, este não teve a implantação do salgueiro. No entanto, existem programas promissores de melhoramento genético da espécie. Comparativamente ao salgueiro, o choupo apresenta uma maior resistência a doenças e pragas.

O choupo em termos de restrições legais deve obedecer aos regulamentos que enquadram as espécies de rápido crescimento (Eucalyptus, Acacia e Populus).

Fig. 3 - Método de Colheita de Choupo para produção de Biocombustiveis [18].

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Quanto a restrições ambientais, podemos apontar as inerentes às culturas de rápido crescimento em rotações curtas, destacando-se os cuidados a ter na preparação do solo, exploração e fertilização.

2.1.3. Eucalipto (Eucalyptus sp.)

• Fenologia e características botânicas

O género Eucalyptus pertence à família Myrtaceae e possui mais de 600 espécies, embora apenas cerca de 20 delas tenham utilização para fins industriais, principalmente na produção de celulose e na produção de carvão vegetal, que é utilizado como redutor no processo de produção de aço na indústria siderúrgica. As espécies mais utilizadas têm um porte arbóreo, com fuste retilíneo, atingindo em média cerca de 20 a 25 m de altura aos dez anos de idade, quando cultivado em situações de clima e solo de média aptidão nas condições mediterrânicas [13]. Em princípio, a maioria das espécies cultivadas (incluindo os híbridos) são aptas para plantações bioenergéticas, dependendo a escolha específica das condições do local a ser cultivado, isto é, do clima e solo em causa. As espécies com maior densidade de madeira devem ser preferidas para produção de biomassa. Em Portugal, a espécie mais comum é Eucalyptus globulus (Fig. 4), utilizado quase que exclusivamente para a produção de pasta.

Embora haja uma elevada plasticidade genética entre as espécies, e mesmo entre clones, com grande capacidade de adaptação em diferentes ambientes, os genótipos mais produtivos são relativamente exigentes em disponibilidade hídrica e não toleram variações extremas de temperatura. Em termos de solo, o eucalipto é pouco exigente em nutrientes comparativamente à maioria das culturas agrícolas e mesmo em relação a muitas espécies arbóreas de rápido crescimento, como Populus nigra por exemplo. Entretanto, há sempre a necessidade de corrigir a fertilidade do solo quando os níveis críticos dos nutrientes estiveram abaixo do adequado para a espécie. Há contudo,

Fig. 4 - Aspeto da folha e flôr de Eucalpyptus globulus [19].

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outras características do solo, como profundidade efetiva, pedregosidade e textura, que são muito importantes para a cultura do eucalipto [13].

• Tecnologia da cultura (instalação, manutenção, colheita e processamento) A tecnologia para produção de madeira de eucalipto como matéria-prima para pasta e papel está muito desenvolvida em Portugal, o que constitui uma mais-valia para os estudos de viabilidade de produção de eucalipto para fins bioenergéticos. No entanto, é necessário desenvolver os

métodos de plantação e colheita mecanizada para povoamentos de alta densidade eventualmente colhidos em curtíssima rotação (2 – 3 anos). A exploração convencional (Fig. 5) deve ser repensada tendo em conta o mercado de biomassa, integrando conceitos de exploração de

múltiplas matérias-primas de uma mesma floresta instalada. • Existência de mercado para os produtos

Há um grande mercado em Portugal, para abastecimento de caldeiras de biomassa a nível nacional e internacional (produção de pellets e exportação).

Não existem restrições legais nem ambientais.

2.1.4. Salgueiro (Salix sp.)

Salgueiro é o nome comum das plantas do Género Salix da Família Salicaceae. O nome de Salix parece proceder do celta e quereria dizer “próximo da água”. É comum nas margens dos rios e em outros terrenos húmidos, podendo atingir os 30 m de altura. O típico salgueiro usado em plantações bioenergéticas possui 5 a 7 m de altura, explorado em Fig. 5 - Colheita de Eucalipto [20].

Fig. 6 - Plantação de Salgueiro para produção de Biomassa [21].

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rotações de 3 – 4 anos de idade (Fig. 6). Cada corte é indutor de numerosa e densa rebentação. Em Portugal a espécie mais comum é Salix viminalis, aproveitado historicamente pelo sector da cestaria tradicional.

O género Salix apresenta uma elevada variabilidade genética, com diversas espécies

adaptadas quer a climas temperados quer a climas frios. No entanto, de um modo geral, o género é muito exigente quanto ao teor de água disponível no solo, sendo este o fator mais limitativo da produção. O solo é uma fator de produção que pode ser ajustado à exigência de uma cultura, principalmente no que diz respeito à correção da sua fertilidade. De um modo geral, o salgueiro é relativamente exigente em termos nutricionais, devendo por isso a fertilidade do solo ser corrigida por intermédio de calagens e fertilizações minerais ou orgânicas com base em análises de solo. O género Salix tolera elevadas concentrações de metais pesados no solo, o que permite o seu uso como fitorremediador de solos.

• Tecnologia da cultura (instalação, manutenção, colheita e processamento) O salgueiro é propagado por estacas de 18 – 20 cm de comprimento. O salgueiro deve ser plantado na Primavera mantendo-se produtivo pelo menos 25 – 30 anos, correspondendo essa idade a um número de 6 a 10 rotações em ciclos de 3 a 4 anos

[21]. Após cada colheita observa-se uma abundante rebentação de toiça, que irá garantir a subsequente rotação.

A preparação do solo para a instalação de salgueiro consiste numa gradagem profunda, para melhorar as características físicas do solo e controlar as infestantes. A plantação é mecanizada e normalmente feita em linhas duplas paralelas para otimização da exploração. A distância entre as linhas duplas é de 1,5 m e, nas linhas duplas, o compasso utilizado é de 0,7 x 0,5 m. Os compassos mais usuais são indutores de uma elevada densidade de plantação (15000 a 18000 plantas/ha), porém compassos mais alargados têm permitido reduzir significativamente os custos mantendo os mesmos níveis de produção [1]. A cultura tem um baixo nível de exigência de agroquímicos, não sendo necessária a aplicação de quaisquer inseticidas ou fungicidas. No entanto, é comum a utilização de fertilizantes minerais e herbicidas, para controlo de infestantes.

A colheita nos países do norte da Europa tem sido feita por diferentes tipos de

harvesters, alguns deles desenvolvidos especificamente para este fim (protótipos). Um

exemplo desses harvesters são as máquinas ensiladoras de frente adaptada (ex. Modelo da CLAAS Jaguar Green Eye), que cortam uma linha dupla de salgueiro e

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fazem consecutivamente o processamento em estilha e carga em contentores. Outros modelos fazer a colheita de salgueiro em varas (Fig. 7). Pelo facto de as culturas bioenergéticas serem um setor imaturo, os grandes fabricantes de máquinas ainda não realizaram uma aposta forte no desenvolvimento de maquinaria específica para a exploração de Salgueiro. O processamento em estilha no local é o sistema mais vulgarizado, no entanto o processamento da matéria-prima em pellets e briquetes é também utilizado. O teor de humidade presente na matéria-prima no momento da colheita é de cerca de 50%. Para uma combustão mais eficiente da madeira, o conteúdo de humidade deve ser reduzido para 25 – 30%.

Há hoje em dia uma procura crescente de biomassa para diferentes usos. Na Suécia e na Dinamarca as estilhas de Salgueiro constituem matéria-prima para produção de calor e energia elétrica bem como nos Estados Unidos [21]. Uma outra forma de utilização é a co-combustão em centrais termoelétricas de média e grande escala. Um problema encontrado para este uso do salgueiro são os seus constituintes inorgânicos voláteis (K, Ca e Cl), que podem gerar um maior teor de cinzas e problemas de corrosão nos sistemas de combustão. O salgueiro é considerado hoje em dia como uma cultura bioenergética com grande potencial para geração de energia sustentável.

Não existem restrições legais à plantação de salgueiro. Quanto a restrições ambientais, podemos apontar as inerentes às culturas de rápido crescimento em rotações curtas, destacando-se os cuidados a ter na preparação do solo, exploração e fertilização.

Fig. 7 - Colheita de salgueiro para produção de biomassa [22].

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Mestrado em Engenharia Florestal / Junho 2015 _________________________________________ 10 2.2. Espécies herbáceas e arbustivas

2.2.1. Cana-do-Reino (Arundo donax L.)

• Fenologia e características botânicas A cana (ou Cana-do-Reino

– Fig. 8) pertence à família Poaceae. Cresce dos 4 m a 6 m, com ramos ocos de 2 cm a 3 cm de diâmetro. As folhas variam entre os 30 cm a 60 cm de comprimento e entre 2 cm a 6 cm de largura [23]. A flor brota no verão tardio,

nas secções elevadas da planta, com 40 cm a 60 cm de comprimento. A planta reproduz-se por meio de rizomas subterrâneos (tal como o Miscanthus). Os rizomas são rijos e fibrosos, aparentando nós, a dispersando-se pelo solo a até 1 m de profundidade, aportando assim um denso sistema radicular à cana. Acredita-se que seja uma evolução para se adequar às enchentes frequentes nas regiões onde cresce naturalmente. A sua alta taxa de crescimento (5 cm por dia na Primavera) requer grandes quantidades de água, disputando cada centímetro de solo com outras espécies vegetais locais. As suas características intrínsecas de espécie de rápido crescimento sugerem que seja uma ótima opção para a produção de biomassa e celulose para papel.

A Cana-do-Reino pode tolerar um amplo intervalo de precipitação anual, que varia de 30 a 400 cm3 e uma temperatura média anual de 9 a 28,5 ºC [1]. A cana exige elevada quantidade de água para suportar altas taxas de crescimento. Pode ser encontrada nos mais diversos tipos de solos, podendo instalar-se em solos arenosos a solos argilosos, bem como em sedimentos fluviais. Contudo desenvolve-se melhor em solos com boa drenagem e amplo teor de humidade. Pode crescer em solos muito alcalinos, mas o intervalo de pH mais adequado ao seu desenvolvimento é 5,5 – 8,3. A existência de solos profundos favorece a implantação de um eficaz sistema radicular da cultura. As aplicações anuais de N demonstraram não ser muito significativas no incremento do fator crescimento. O crescimento da cana verifica-se em quase todas as estações do ano, contudo é na Primavera que este é mais pronunciado.

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• Tecnologia da cultura (instalação, manutenção, colheita e processamento) A cultura é instalada por plantação de rizomas ou por estacas (processo de menor viabilidade – dificuldades de implantação de povoamentos). As densidades de plantação variam entre as 12500 e as 25000 plantas/ha [1]. Uma menor densidade de plantação traduz-se numa altura média superior e numa maior densificação do material vegetal. Este facto é justificado pela menor competição por nutrientes e luz. Na contabilização do total de biomassa gerada pelas duas densidades de plantação podemos ver que se equiparam, daí que a menor densidade de plantação seja mais adequada (menos custos associados). A cultura é anual e deve ser colhida no Inverno para que a matéria-prima tenha um baixo teor de humidade. A colheita pode ser efetuada por equipamentos utilizados na colheita de milho. O armazenamento da biomassa em verde pelo período de um mês pode baixar o teor em humidade dos iniciais 45% para cerca de 23% (o uso de películas de recobrimento em PVC para os montes de estilha formados no carregadouro pode ser uma solução).

O Arundo donax pode revelar-se uma cultura interessante, uma vez que possui produtividades elevadas, baixo teor de humidade/teor em compostos minerais (se colhido nos fins do Outono ou da Primavera) e periodicidade anual nas colheitas (permite um abastecimento regular dos mercados e um retorno financeiro periódico no curto prazo). Para além disso é uma espécie que existe de forma espontânea no nosso país, junto a cursos de água, e em zonas alagadas o que facilita a sua utilização como cultura energética.

Não existem restrições legais à plantação de Cana. Está referenciada como espécie introduzida em Portugal (Decreto-Lei n.º 565/99, de 21 de Dezembro [16]) não invasora. Quanto a restrições ambientais, podemos apontar as inerentes às culturas de rápido crescimento e de rotações muito curtas, destacando-se os cuidados a ter na fertilização dos solos para prevenir a depleção do recurso solo.

2.2.2. Cardo (Cynara cardunculus L.)

Cardo é o nome comum para a espécie Cynara cardunculus L. que pertence à família Asteraceae. Esta espécie divide-se em duas subespécies (flavescens e cardunculus) de acordo com a sua distribuição geográfica. É uma planta perene com um porte que

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pode chegar aos 2 m e que apresenta um ciclo de desenvolvimento anual (Fig. 9). No final do Verão, a parte aérea da planta seca, permanecendo vivo o seu sistema radicular e reiniciando no Outono o seu desenvolvimento aéreo. Este ciclo repete-se por vários anos, podendo atingir até 15 anos de idade.

O cardo é uma planta bem adaptada às condições edafoclimáticas da zona Mediterrânea [24], suportando assim condições climáticas com grandes variações anuais. No entanto, apesar desta rusticidade no estado adulto, a planta é bastante sensível ao frio e à geada nas idades mais jovens. Após o seu desenvolvimento inicial, o cardo suporta invernos bastante frios e é pouco exigente em termos de precipitação. Para um bom desenvolvimento, são necessários pelo menos 400 mm de precipitação durante o período que vai desde o outono até à primavera. O seu sistema radicular, extenso e profundo, permite-lhe suportar verões secos. Os locais sombrios não favorecem o seu crescimento, preferindo assim

condições de maior luminosidade. Suporta facilmente ventos fortes, mas não tolera exposição marítima. É pouco exigente em termos edáficos, vegetando em solos pobres e com pH’s que vão desde o ácido ao alcalino. No entanto prefere solos leves, profundos e com boa capacidade de retenção de água em profundidade. Deve ser olhado com interesse uma vez que por necessitar de chuva apenas no Inverno e início de Primavera pode ser uma cultura alternativa em zonas secas.

• Tecnologia da cultura (instalação, manutenção, colheita e processamento) A instalação da cultura deverá ser feita através de sementeira direta num solo previamente mobilizado e adubado. A adubação deverá ser efetuada em simultâneo com a mobilização de solo, de modo a favorecer a fertilização em profundidade. A época de sementeira reveste-se de particular importância, e deverá ser programada de modo a que coincida com o início do período chuvoso, e simultaneamente, garanta o máximo de tempo de desenvolvimento das plantas até ao aparecimento dos frios invernais mais intensos. As sementes deverão ser colocadas a 2-3 cm de profundidade, sendo colocadas cerca de 2 ou 3 sementes em cada ponto. Após a sua instalação, a cultura sobrevive cerca de 15 anos, sendo necessária a manutenção do

Fig. 9 - Plantação de Cardo

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nível de fertilidade do solo. Estima-se que para garantir uma produção de 20 ODt/ha seja necessária a aplicação anual de cerca de 277 kg de N/ha, 56 kg de P/ha e 352 kg de K/ha [1]. No primeiro ano de desenvolvimento da cultura, é bastante importante o controlo de infestantes, já que a ocupação do solo por parte do cardo ainda não é suficientemente eficaz. A partir do segundo ano o desenvolvimento da sua parte aérea é bastante rápida e agressiva reduzindo muito o desenvolvimento de plantas concorrentes.

A colheita da biomassa deve ser levada a cabo no Verão, mal a planta esteja seca e antes da disseminação das sementes. Podem ser adotados dois tipos principais de colheita: com e sem separação das sementes. As ceifeiras são talvez a forma mais eficiente de corte da biomassa, já que existem algumas dificuldades na separação das sementes no momento da colheita. É importante que mal se faça o corte se proceda ao seu enfardamento, para que seja mais fácil o seu transporte, armazenamento, bem como a sua preservação (maior resistência à humidade). O seu teor de humidade quando cortado é cerca de 10 a 15%.

Os mercados suscitam hoje em dia uma elevada procura de diferentes tipos de biomassa. Nessa perspetiva, o cardo pode revelar-se uma alternativa interessante uma vez que se configura como uma cultura bioenergética de sequeiro. Possui uma forte resistência à secura e boas produtividades. No entanto, a presença de o elevado teor de compostos minerais e de cinzas gerado pela espécie pode revelar-se como uma limitação ao processo de queima. A sua utilização como parte de um mix de queima rico em outros combustíveis poderá atenuar esse efeito indesejado.

• Restrições legais e ambientais

Não existem restrições legais à plantação de cardo uma vez que este é espontâneo em grande parte do nosso país.

2.2.3. Esteva (Cistus ladanifer L.)

A esteva (Cistus ladanifer L.) pertence à família Cistaceae (Fig. 10). Esta contém 8 géneros e mais de 160 espécies. É um elemento importante dos matos existentes nos ecossistemas dos climas mediterrânicos. Ocorrem como vegetação espontânea

Fig. 10 – Aspeto da flôr da Esteva [25].

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em grande parte dos povoamentos arbóreos, contribuindo assim para uma indesejável continuidade vertical (potenciadora de propagação de fogos florestais). É uma planta perene de crescimento rápido. Tem usualmente um porte arbustivo, podendo atingir alturas de 2,5 m, ainda que normalmente não ultrapasse os 2 m [25].

Adapta-se a uma grande variedade de solos, desde os mais ácidos até aos alcalinos, derivados de formações graníticas, quartzíticas, xistosas e calcárias. Tem particular expressão em zonas de solos degradados e de elevado défice hídrico. Forma matos densos que constituem a etapa inicial da sucessão ecológica provocada pelos incêndios fortes e pelo sobrepastoreio. Pode ser encontrada desde o nível do mar até aos 1000 m de altitude. É muito resistente à seca ocorrendo mais em zonas soalheiras que nas umbrias. São plantas bastante resistentes ao vento. Ocorre em toda a região mediterrânica ocidental, sendo muito abundante no Alentejo e Algarve.

• Tecnologia da cultura (instalação, manutenção, colheita e processamento) Esta cultura, em particular, não se afigura como uma solução para instalação e consequente colheita. No entanto o desenvolvimento de processos de colheita e processamento compatíveis com a gestão de áreas infestadas por esta espécie reveste-se de interesse. Para além de configurar uma matéria-prima potencial, a sua supressão diminuirá a competição em luz, água e nutrientes com a cultura do eucalipto, para além de reduzir o risco de incêndios florestais.

Há hoje em dia uma procura crescente de biomassa para diferentes usos. A biomassa de esteva carece de uma melhor caracterização e do uso que pode ter. A valoração das suas características pelo mercado será um ponto-chave na viabilização da sua exploração.

Não existem restrições legais ou ambientais à exploração da esteva como recurso biomassa. Pelas características edáficas dos seus locais de ocorrência, a esteva é um indicador ambiental de solos com elevado grau de degradação.

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Mestrado em Engenharia Florestal / Junho 2015 _________________________________________ 15 2.2.4. Giesta (Cytisus sp.)

Arbusto muito ramificado com até 3 m de altura [26]. Os ramos são largos, sem espinhos, e um pouco curvados, estriados. O fruto é em forma de legume, comprimido, com até 10 sementes [26]. A floração acontece principalmente entre os meses de Abril e Julho (Fig. 11). As flores são polinizadas por abelhas na primavera, com maturação de sementes no verão. Uma planta pode facilmente produzir 7 a 10 mil sementes por estação. Estas caem próximas da planta-mãe e são dispersas por chuvas, erosão e, possivelmente, por formigas. A viabilidade das sementes é de pelo menos 5 anos, o que permite a formação de um banco de sementes significativo. A reprodução vegetativa é também viável do final do Inverno ao final da Primavera.

Prefere ambientes abertos, ensolarados, vegetando bem em diferentes tipos de solo. Os giestais desenvolvem-se também em clareiras ou na orla dos carvalhais e sardoais. Nas zonas elevadas, os giestais são dominados pela giesta pioneira (Genista florida L.) e, a menores altitudes, são comuns as giestas das vassouras (Cytisus scoparius) e a giesta negral (Cytisus striatus). Estas espécies têm flor amarela, mas em habitats mais degradados encontra-se a giesta de flor branca (Cytisus multiflorus). Ocupa áreas degradadas com mais velocidade que a vegetação nativa, criando densos aglomerados. Por ser uma planta oleaginosa, aumenta a suscetibilidade do meio ao fogo e produz chamas em temperaturas mais elevadas, eliminando o banco de sementes de outras plantas e a matéria orgânica do solo.

• Tecnologia da cultura (instalação, manutenção, colheita e processamento) Esta cultura em particular não se afigura como uma solução para instalação e consequente colheita. No entanto o desenvolvimento de processos de colheita e processamento compatíveis com a gestão de áreas infestadas por esta espécie reveste-se de interesse. Para além de configurar uma matéria-prima potencial, a sua supressão diminuirá a competição em luz, água e nutrientes com a cultura do eucalipto, para além de reduzir o risco de incêndios florestais.

Fig. 11 – Aspeto geral da Giesta [26].

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Tal como a esteva a giesta necessita de uma melhor caracterização e do uso que pode ter dando resposta a uma procura crescente de biomassa para diferentes usos. A valoração das suas características pelo mercado será um ponto-chave na viabilização da sua exploração a uma escala industrial.

Não existem restrições legais ou ambientais à exploração da giesta como recurso biomassa.

2.2.5. Kenaf (Hibiscus cannabinus L.)

Hibiscus cannabinus pertence à família Hibiscus. Trata-se de uma espécie originária do sudeste asiático sendo um dos seus usos originários a extracção de fibra para manufatura de tecidos e a indústria do papel [1]. É uma planta de base lenhosa anual de rápido crescimento e que pode atingir cerca de 1,5 a 3,5 m de altura (Fig.12). Os caules têm por norma 1 a 2 cm de diâmetro e as folhas são lobadas (3 – 7) normalmente com 10 a 15 cm de comprimento. Os maiores produtores mundiais de Kenaf são a Tailândia, a China, a Índia e o México.

A água desempenha um papel importante na produtividade do Kenaf, induzindo maiores produtividades. As produtividades em boas condições de solo e de água em ensaios no Norte de Italia atingiram as 30 ODt/ha/ano [1]. Em condições mediterrânicas os requisitos de água situam-se entre os 250 e os 400 mm, o que é um valor manifestamente inferior comparativamente ao milho, beterraba, etc. Por outro lado tem baixas necessidade em N (50 a 100 kg de N/ha). De salientar que condições

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extremas de falta de água e de solos inadequados leva a um comprometimento da cultura e da sua produtividade.

• Tecnologia da cultura (instalação, manutenção, colheita e processamento) A cultura é instalada por sementeira convencional, sendo as densidades de plantação elevadas (20 a 40 plantas/m2). Uma adubação de N e P é aconselhável mediante as necessidades do solo. As alturas preferenciais para a sementeira são de 15 de Abril a 15 de Maio [1].

A cultura é colhida comercialmente do segundo ano em diante (o primeiro ano em termos de produtividade é muito inferior à potencialidade da cultura). A colheita e processamento da matéria-prima pode ser efetuada pelos meios usados hoje em dia para a cultura do milho, com resultados muito satisfatórios.

A elevada produtividade aliada a exigências edafoclimáticas moderadas pode ser um fator de viabilização da cultura. Trata-se de uma cultura anual, geradora de um fluxo de abastecimento de biomassa contínuo contrariamente às típicas lenhosas. A tecnologia de implantação já existe no nosso país e é em tudo similar às culturas cerealíferas.

O Hibiscus cannabinus enquanto espécie não tem existência natural no nosso país. Por conseguinte terá um processo de introdução inerente, para a generalização da sua plantação em território nacional. Porém, no âmbito de testes científicos confinados, ele pode ser usado. A presente legislação é omissa e em alguns casos contraditória no que concerne a culturas energéticas. Um enquadramento das diferentes espécies e do seu grau de especificidade num quadro legal próprio seria o mais desejável, a fim de agilizar a sua afirmação como reais alternativas culturais.

2.2.6. Miscanthus (Miscanthus x giganteum)

(27)

O género Miscanthus pertence à família Poaceae. Originário do sudeste asiático, foi inicialmente importado para a Europa como planta ornamental. É uma planta lenhosa, perene, rizomatosa, que utiliza o mecanismo fotossintético C4. De longa duração (15 – 20 anos), cresce fácil e rapidamente (até uma altura de 3 m), propagando-se através de rizomas e raízes (Fig. 13). Os caules são

finos, mas muito sólidos e não são, geralmente, ramificados [1]. As folhas herbáceas são normalmente caulinas, planas e lineares. Os rizomas e as raízes formam um sistema de armazenamento muito ramificado e denso, que se consegue desenvolver no solo até 1 m de profundidade, adaptando-se bem a zonas alagadas e sendo capaz de absorver elevadas quantidades de água. Em anos secos, as raízes podem estender-se até aos lençóis freáticos. Embora a parte subterrânea já esteja praticamente desenvolvida no primeiro ano, a cultura só atinge geralmente a maturidade passados 2-3 anos [28].

A água desempenha um papel importante na produtividade dos Miscanthus x

giganteus, influenciando também algumas outras características das plantas, tais

como a altura, o número de folhas e o índice de área foliar. Durante o período vegetativo, estima-se que sejam necessários mais do que 750 mm de água, para se produzirem 30 ODt/ha [1]. No entanto, embora o Miscanthus x giganteus apresente uma elevada eficiência no uso da água, a irrigação especialmente no Sul da Europa poderá ser necessária, para garantir quer um crescimento substancial quer elevadas produtividades. Os Miscanthus não são muito exigentes quanto à qualidade do solo, facto esse que é demonstrado pela sua capacidade de crescimento nos terrenos mais diversos. Uma vez que o retorno económico potencial das culturas energéticas (como se verifica no Miscanthus) é em geral reduzido relativamente a outras espécies agrícolas, os agricultores orientam, sempre que possível, a sua produção para terras menos produtivas. No caso dos Miscanthus isso é possível, na medida em que apresenta uma elevada eficiência no uso de nutrientes e de água. A utilização de terras marginais na produção de Miscanthus poderá contribuir largamente para o desenvolvimento de uma agricultura sustentável, em regiões menos dotadas em termos de potencialidades produtivas.

Fig. 13 - Plantação de Miscanthus

(28)

• Tecnologia da cultura (instalação, manutenção, colheita e processamento) A cultura é instalada por plantação de rizomas [28], que são colhidos de locais “viveiro” onde a cultura já esteja implementada. Os rizomas podem ser colhidos usando equipamento agrícola já existente para a plantação e colheita da batata. Irrigação e a inexistência de geadas no primeiro ano são fatores que induzem numa maior sobrevivência da cultura instalada.

A cultura tem um ciclo produtivo de meio ano, sendo por norma instalada na Primavera, e a colheita no Outono (indutora de um menor teor de humidade no material lenhoso). A cultura é colhida comercialmente do segundo ano em diante, no entanto há uma melhoria crescente da produtividade da cultura até ao 5º - 6º anos, após o que se assiste a uma estabilização do nível produtivo. A colheita e processamento da estilha pode ser efetuada por ensiladoras adaptadas, havendo um posterior enfardamento para otimização do transporte (Fig. 14).

Os mercados suscitam hoje em dia uma elevada procura diferenciada de tipos de biomassa. Nessa perspetiva, o Miscanthus pode revelar-se interessante, uma vez que possui produtividades elevadas, baixo teor de humidade/teor em compostos minerais (se colhido nos fins do Outono ou da Primavera) e periodicidade anual nas colheitas (permite um abastecimento regular dos mercados e um retorno financeiro periódico no curto prazo).

O Miscanthus enquanto espécie não tem existência natural no nosso país. Por conseguinte, terá um processo de introdução inerente, para a generalização da sua plantação em território nacional. Porém, no âmbito de testes científicos confinados, ele pode ser usado. A presente legislação é omissa, e em alguns casos contraditória, no que concerne a culturas energéticas. Um enquadramento das diferentes espécies e do seu grau de especificidade, num quadro legal próprio, seria o mais desejável a fim de agilizar a sua afirmação como real alternativa cultural.

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Mestrado em Engenharia Florestal / Junho 2015 _________________________________________ 20 2.2.7. Sorgo (Sorghum sp.)

Sorgo é o nome comum das plantas do género Sorghum (Fig. 15). É uma gramínea anual do grupo de plantas C4 de origem tropical [1], com elevada produtividade e potencial de biomassa. Apresenta um caule de 2 a 3 m de altura, aos seis meses de idade, quando completa o seu ciclo de crescimento, sendo então colhido. Por essa altura, apresenta uma panícula pouco densa, grande e direita, espessa em forma de cacho e pendente, grãos maiores que os do cânhamo, algo avermelhados,

esbranquiçados ou amarelos.

O sorgo e relativamente bem adaptado a condições de stresse hídrico, sendo bem mais tolerante a períodos de secura do que o milho, embora haja a necessidade de regas em condições de ciclos prolongados de secura. Em Espanha são necessárias 5 regas durante o seu ciclo de crescimento. É bem adaptado às condições mediterrânicas, podendo crescer bem com cerca de 600 mm de rega anual. Não é uma cultura muito exigente em solos, mas prefere os solos de textura mais leve.

• Tecnologia da cultura (instalação, manutenção, colheita e processamento) O sorgo é propagado por sementeira, sendo por isso necessária uma cuidadosa preparação do terreno, com a deposição das sementes a cerca de 2 a 4 cm de

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profundidade, com um consumo de cerca de 10 a 15 kg de sementes/ha [30]. A densidade de plantação é similar à do milho. A tecnologia associada à colheita desta cultura é em tudo idêntica às cerealíferas.

Há um grande mercado potencial quer para sorgo sacarino (produção de bioetanol) quer para biomassa (produção de energia). Salientamos o facto de o nosso país ser deficitário em produtos sacarinos para abastecimento do mercado nacional, o que poderá a curto, médio prazo representar uma elevada pressão sobre as matérias-primas sacarinas.

Não existem restrições legais à plantação de Sorgo. Quanto a restrições ambientais, podemos apontar as inerentes às culturas cerealíferas, destacando-se os cuidados a ter na preparação do solo, controlo de infestantes e fertilização.

2.2.8. “Switchgrass” (Panicum virgatum, L.)

Panicum virgatum (“switchgrass”) trata-se de uma herbácea perene tardia

(crescimento tardio na Primavera), nativa nos Estados Unidos com crescimentos máximos dos 1,8 a 2,5 m (Fig. 16). É utilizada como ornamental, como forrageira e como planta de cobertura em solos com elevado grau de degradabilidade. Após uma instalação bem-sucedida, pode manter-se produtiva por um período de 15 a 20 anos

[1]. Existem duas variedades: uma adaptada a elevadas altitudes (altura máxima 2 m) e uma adaptada a baixas altitudes (altura máxima de 3.5 m).

A água desempenha um papel importante na produtividade de Panicum virgatum. Embora este apresente uma elevada eficiência no uso da água, a irrigação no Sul da Europa poderá ser necessária para garantir um bom crescimento. O retorno económico potencial das culturas energéticas é em geral reduzido relativamente a outras espécies agrícolas. Assim, os agricultores orientam a sua produção para terras menos produtivas. No caso do Panicum virgatum isso é

Fig. 16 - Aspecto de Switchgrass [31].

(31)

possível na medida em que apresenta uma elevada eficiência no uso de nutrientes e de água. O solo é uma fator de produção que pode ser ajustado à exigência da cultura, principalmente no que diz respeito à correção da sua fertilidade (utilização de fertilizações azotadas).

• Tecnologia da cultura (instalação, manutenção, colheita e processamento) A tecnologia associada a esta cultura é em tudo idêntica às cerealíferas. A colheita é anual e efetuada no Outono ou início do Inverno (menor taxa de humidade na matéria prima).

Numa perspetiva de mercado, o Panicum virgatum pode revelar-se interessante uma vez quer possui produtividades elevadas, baixos custos de instalação (sementeira), baixo teor em cinzas, baixo teor em compostos minerais (se colhido nos fins do Outono ou da Primavera) e uma grande adaptabilidade a solos marginais.

O Panicum virgatum enquanto espécie não tem existência natural no nosso país. Por conseguinte terá um processo de introdução inerente, para a generalização da sua plantação em território nacional. Porém, no âmbito de testes científicos confinados ele pode ser usado. A presente legislação é omissa e em alguns casos contraditória no que concerne a culturas energéticas. Um enquadramento das diferentes espécies e do seu grau de especificidade num quadro legal próprio seria o mais desejável, a fim de agilizar a sua afirmação como reais alternativas culturais.

2.3 Espécies oleaginosas (Biodiesel) 2.3.1. Colza (Brassica napus L.)

A colza (Brássica napus L.) é uma planta herbácea pertencente à família Brassicaceae e dentro desta ao género Brassica. Existem duas espécies conhecidas pela

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denominação colza: Brassica napus var. oleifera e Brassica campestres, ainda que normalmente esteja associada à primeira. É uma cultura existente em muitos países da Europa (França, Alemanha, Polónia, Suécia, Roménia, etc.), da América do Norte (Canadá) e tem dado os primeiros passos de implantação no Sul da Europa (Portugal e Espanha), tendo em vista o seu aproveitamento para a produção de Biodiesel (Fig.17).

Adapta-se a solos de textura média e pesada (argilosos). Prefere no entanto os solos profundos bem drenados, sendo os solos com encharcamento inviáveis para a implantação da cultura [1]. Tolera terrenos relativamente ácidos (pH> 5,5 até 8, ótimo está entre 6,5 e 7) e também os calcários. Da emergência ao estado de roseta a planta aguenta sem dificuldade temperaturas de até 2 – 3 ºC graus negativos. No estado de roseta possui elevada resistência às geadas. Apresenta resistência à seca. Os ventos fortes podem provocar uma acama indesejável da cultura (ambiente de pouca ventilação, que com a humidade pode dar origem a doenças que afetam a qualidade da produção). Existem variedades de Inverno que necessitam de frio para florescer e variedades de Primavera.

• Tecnologia da cultura (instalação, manutenção, colheita e processamento) A sementeira é levada a cabo em Portugal, com variedades de Colza de Primavera, que são variedades de ciclo médio e que não requerem frio para florescer. Embora na Europa do Norte se semeiem na Primavera, em Portugal devem ser semeadas no Outono. A colheita tem lugar entre meados de Maio e princípios de Junho.

Na sementeira realizam-se as seguintes operações: gradagem ligeira do solo, aplicação de um herbicida de pré-sementeira, adubação de fundo e sementeira directa

[32]. A reduzida dimensão da semente da colza e, a particularidade desta necessitar de ficar à superfície do solo, induz algumas alterações ao sistema tradicional de sementeira directa. O semeador constitui-se como um dispersor da semente com uma posterior passagem de rolo para acondicionamento da semente ao solo (semeadores em linha com rolo). São de assinalar algumas premissas da instalação da cultura:

• Importância de efectuar um controlo da emergência inicial das infestantes (glifosato) para que estas não comprometam a emergência da Colza;

• Importância da incorporação de Trifluralina (herbicida de pré-sementeira) no solo associada a uma ligeira mobilização;

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• Importância de manter os custos de mobilização baixos (utilização da sementeira directa adaptada) pela reduzida margem de manobra da cultura. A implementação de mobilizações tradicionais (grade de discos, escarificador,etc.) potencia o factor produtivo da cultura (melhor implantação do sistema radicular) mas pode ser comprometedor em termos do retorno financeiro esperado;

• Importância da cultura poder ser integrada nos Sistemas Rotacionais existentes no Baixo Alentejo (cereal, girassol, etc.) pelo seu timing diferencial e pela utilização de tecnologias de cultura comuns. Não colide no tempo de sementeira e colheita com as outras culturas;

• Importância da cultura Colza poder ser implantada em terrenos set aside sem agravamento do RPU (Regime de Pagamento Único) pela sua natureza não alimentar.

A colheita deve ser realizada de forma criteriosa, pois pode ser indutora de grandes perdas de produção. A ceifa inicia-se a finais de Maio nas zonas mais temperadas e termina em Julho nas zonas mais frias. O momento adequado para iniciar a colheita é quando as sementes das vagens que se encontram a meio do talo, passam de cor alaranjada ou encarniçada a uma cor mais enegrecida. Se a colheita se fizer antes de tempo, muitas das vagens não vão abrir durante o processamento na ceifeira e se for começada tarde as vagens vão libertar o grão para o chão assim que a ceifeira toque na planta. Obviamente ambas as situações geram perdas relevantes de rendimento. A ceifeira a utilizar é a mesma dos cereais [32].

Os mercados suscitam hoje em dia uma elevada procura de matérias-primas para a produção de biodiesel. Existem diversas empresas no panorama nacional que aceitam matérias-primas de oleaginosas para produção de biodiesel (iberol, tagol, enerfuel,etc.). Algumas delas têm desenvolvido investigação na viabilidade da Colza como cultura oleaginosa no nosso país.

Não existem restrições legais ou ambientais à implantação da colza como recurso para produção de biocombustíveis.

2.3.2. Erva Purgueira (Jatropha curcas L.)

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A Jatropha (nomes comuns: erva purgueira, pinhão paraguaio, pinhão manso, etc.) pertence à família das Euphorbiaceae. É um arbusto grande, de crescimento rápido, cuja altura normal é 2 a 3 m, mas pode alcançar até 5 m. O diâmetro do tronco é de aproximadamente 20 cm; possui raízes curtas e pouco ramificadas [1].

O fruto é capsular com diâmetro de 1,5 a 3,0 cm (Fig.18). É trilocular com uma semente em cada cavidade, inicialmente verde, passando a amarelo, castanho e por fim preto, quando atinge o estádio de maturação. Contém de 53 a 62% de sementes e de 38 a 47% de casca, pesando cada uma de 1,53 a 2,85 g.

A semente é relativamente grande; quando secas medem de 1,5 a 2 cm de comprimento e 1,0 a 1,3 cm de largura. O pinhão-manso (Jatropha curcas L.) está a ser considerado uma opção agrícola para produção de biodiesel, uma vez que é uma espécie

oleaginosa que produz, no mínimo, 2 ton de óleo/ha, levando de 3 a 4 anos para atingir a idade produtiva - pode manter-se produtivo durante 40 anos [1].

A Jatropha cresce em zonas tropicais e subtropicais. É uma planta resistente a défices hídricos, e cresce em solos marginais não competindo assim com as culturas agrícolas alimentares. Em zonas equatoriais, a Jatropha floresce duas vezes por ano. Em Cabo Verde, a planta vegeta desde o nível do mar até altitudes superiores a 1000 m, adaptando-se tanto nos terrenos de encosta, áridos, como em solos húmidos, embora as melhores condições de crescimento da euforbiácea ocorram nas altitudes entre 600 e 800 m. Não obstante, a tolerância aos rigores da seca (até aos 200 mm anuais), o nível de produtividade do pinhão-manso é bastante afetado pela distribuição irregular de chuvas ou mesmo pela ação prolongada de ventos na época da floração [5]. Uma pluviosidade média entre os 600 e os 800 mm é geradora de boas produtividades (1200 mm é gerador de produtividades máximas da cultura). De salientar que é uma espécie habituada a temperaturas médias anuais de 20 ºC e com uma relativa intolerância ao frio e geada.

• Tecnologia da cultura (instalação, manutenção, colheita e processamento) A instalação pode ser feita por sementeira ou por plantação de plantas de viveiro com cerca de 90 dias de idade. A área onde será formado o pomar de Jatropha, deverá ser subsolado, arado e nivelado. Em vez da plantação à cova (com cerca de 70 cm), pode

Fig 18 - Fruto da Erva Purgueira [33].