Desafios e perspectivas da produção e comercialização de carvão ...
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FORUM NACIONAL SOBRE CARVÃO VEGETAL<br />
Belo Horizonte, MG – 20 a 22/10/2008<br />
<strong>Desafios</strong> e <strong>perspectivas</strong> <strong>da</strong><br />
<strong>produção</strong> produ ão e <strong>comercialização</strong> comercializa ão <strong>de</strong><br />
<strong>carvão</strong> vegetal<br />
José Jos Otávio Ot vio Brito – Professor Titular<br />
ESALQ/USP – Piracicaba, SP<br />
jotbrito@esalq.usp.br
Oportuni<strong>da</strong><strong>de</strong>s e <strong>de</strong>safios <strong>da</strong><br />
si<strong>de</strong>rurgia a <strong>carvão</strong> vegetal<br />
José Otávio Brito – Professor Titular<br />
ESALQ/USP – Piracicaba, SP<br />
jobrito@usp.br<br />
II FORUM NACIONAL SOBRE CARVÃO VEGETAL<br />
Sete Lagoas, MG – 27 a 29/10/2010
PROGRAMA<br />
Incentivos do Governo<br />
Processo contínuo <strong>de</strong> carbonização<br />
Quali<strong>da</strong><strong>de</strong> <strong>da</strong> ma<strong>de</strong>ira<br />
Avanços tecnológicos<br />
Experiência em fornos retangulares<br />
Legislação<br />
Combustão espontânea<br />
Emissões atmosféricas<br />
Finos <strong>de</strong> <strong>carvão</strong> vegetal<br />
Sustentabili<strong>da</strong><strong>de</strong> ambiental
Conversão <strong>da</strong> matéria mat ria‐prima prima
Composição Composi ão química qu mica elementar <strong>da</strong> ma<strong>de</strong>ira<br />
(%)<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Editado por J. O. Brito<br />
50<br />
44<br />
Carbono Oxigênio Hidrogênio<br />
6
(%)<br />
Aquecimento <strong>da</strong> ma<strong>de</strong>ira na <strong>produção</strong> produ ão <strong>de</strong> <strong>carvão</strong> vegetal<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Editado por J. O. Brito<br />
Hidrogênio<br />
Dexoginenação Carbonificação<br />
Oxigênio<br />
Oxigênio<br />
Resíduo sólido<br />
Carbono<br />
200 300 400 500 600 800 1000<br />
Temperatura (Graus Celsius)
Editado por J. O. Brito<br />
Compostos químicos qu micos <strong>da</strong> ma<strong>de</strong>ira<br />
Lignina<br />
25%<br />
Hemiceluloses<br />
20%<br />
Extrativos<br />
4%<br />
Outros<br />
1%<br />
Celulose<br />
50%
Temperaturas <strong>de</strong> termo<strong>de</strong>gra<strong>da</strong>ção termo<strong>de</strong>gra<strong>da</strong> ão <strong>de</strong><br />
componentes químicos qu micos <strong>da</strong> ma<strong>de</strong>ira<br />
Componente Temperatura ( oC) Hemiceluloses 200 – 300<br />
Celulose 240 – 350<br />
Lignina 350 ‐ 500<br />
Editado por J. O. Brito
Per<strong>da</strong> <strong>de</strong> massa dos componentes <strong>da</strong> ma<strong>de</strong>ira<br />
Editado por J. O. Brito
Editado por J. O. Brito<br />
Anatomia e fissuração fissura ão do <strong>carvão</strong> vegetal<br />
Ma<strong>de</strong>ira original Ma<strong>de</strong>ira – 300 oC
Editado por J. O. Brito<br />
Conjugando características<br />
caracter sticas<br />
Temperatura<br />
Teor <strong>de</strong> carbono<br />
Resistência físico-mecânica<br />
Teor <strong>de</strong> sólido
Editado por J. O. Brito<br />
Densi<strong>da</strong><strong>de</strong> ‐ Carvão vegetal X Coque Mineral<br />
(t/m3)<br />
0,6<br />
0,5<br />
0,4<br />
0,3<br />
0,2<br />
0,1<br />
0<br />
Carvão Vegetal X Coque Mineral<br />
Densi<strong>da</strong><strong>de</strong><br />
CarvãoVegetal Coque Mineral
Editado por J. O. Brito<br />
Densi<strong>da</strong><strong>de</strong> <strong>da</strong> ma<strong>de</strong>ira e do <strong>carvão</strong> vegetal<br />
Densi<strong>da</strong><strong>de</strong> aparente do<br />
<strong>carvão</strong> vegetal (g/cm3)<br />
Densi<strong>da</strong><strong>de</strong> <strong>da</strong> Ma<strong>de</strong>ira X Densi<strong>da</strong><strong>de</strong> do Carvão Vegetal<br />
0,45<br />
0,40<br />
0,35<br />
0,30<br />
0,25<br />
0,20<br />
0,35 0,48 0,60<br />
Densi<strong>da</strong><strong>de</strong> básica <strong>da</strong> ma<strong>de</strong>ira (g/cm3)<br />
y = 0,8181x - 0,1046<br />
R 2 = 0,9497<br />
Densi<strong>da</strong><strong>de</strong> Resistência Mecânica do CV<br />
Aumento do tamanho do alto‐forno
Editado por J. O. Brito<br />
Ação ão do calor e processos
• DEGRADAÇÃO TÉRMICA ou TERMODEGRADAÇÃO Termo genérico, sem<br />
especificações<br />
• PIRÓLISE sem O2; não há <strong>de</strong>finições <strong>de</strong> produtos e <strong>de</strong> temperatura<br />
• SECAGEM (até 120 o C) ma<strong>de</strong>ira original seca insumo estrutural<br />
• TERMORRETIFICAÇÃO ou RETIFICAÇÃO TÉRMICA (180 ‐ 220 o C) ma<strong>de</strong>ira<br />
modifica<strong>da</strong> insumo estrutural<br />
• TORREFAÇÃO (220 – 300 o C) ma<strong>de</strong>ira torra<strong>da</strong> (“pré‐<strong>carvão</strong>”) insumo<br />
energético<br />
• DESTILAÇÃO SECA (300 – 700 o C) produtos sólidos, líquidos e gasosos <br />
insumos químicos e energéticos<br />
• CARBONIZAÇÃO ou CARVOEJAMENTO (300 – 700 o C) sólido (<strong>carvão</strong> vegetal)<br />
insumo químico e energético<br />
• GASEFICAÇÃO (700 – 1000 o C) gases insumos químicos e energéticos<br />
• COMBUSTÃO (> 1000 o C) calor insumo energético<br />
Editado por J. O. Brito
Tecnologias <strong>de</strong> conversão<br />
ma<strong>de</strong>ira‐<strong>carvão</strong><br />
ma<strong>de</strong>ira <strong>carvão</strong>
Qual a melhor tecnologia para<br />
<strong>produção</strong> <strong>de</strong> <strong>carvão</strong> vegetal?<br />
Pergunta que não cala! Sempre existiu!
Navarro <strong>de</strong> Andra<strong>de</strong> faz importação <strong>de</strong> fornos<br />
metálicos <strong>da</strong> França, em 1939<br />
Navarro <strong>de</strong> Andra<strong>de</strong>, 1961 –O Eucalipto
Déca<strong>da</strong> …60<br />
Caieira e Balão Alvenaria<br />
Ma<strong>de</strong>ira <strong>de</strong> reflorestamento
Déca<strong>da</strong>s <strong>de</strong> 70/80<br />
Transformações nos fornos <strong>de</strong> alvenaria<br />
Chaminés, Dimensões<br />
Retortas<br />
Tentativa <strong>de</strong> salto tecnológico!<br />
Pesquisas (Ex: CETEC, MG)
Editado por J. O. Brito<br />
LAMBIOTTE,<br />
SIFIC, ALDRED,<br />
LURGI, IPT,<br />
ENGEVIX,<br />
BIOENERGY,<br />
ACESITA,<br />
CARVONBRAS,<br />
PETROBRAS
Déca<strong>da</strong> 90<br />
Estagnação!
Déca<strong>da</strong> atual<br />
Retoma<strong>da</strong>!<br />
Mais do que um simples “ensaio”!
Editado por J. O. Brito<br />
MECANIZAÇÃO<br />
MECANIZA ÃO
Editado por J. O. Brito<br />
MÃO‐DE MÃO DE‐OBRA OBRA
Editado por J. O. Brito<br />
LAY OUT E<br />
ORGANIZAÇÃO<br />
ORGANIZA ÃO
DESIGN E PORTE<br />
Editado por J. O. Brito
Editado por J. O. Brito<br />
RESFRIAMENTO
Editado por J. O. Brito<br />
RECUPERAÇÃO RECUPERA ÃO DE PRODUTOS QUÍMICOS<br />
QU MICOS
Editado por J. O. Brito<br />
COMBUSTÃO DOS GASES
Editado por J. O. Brito<br />
MONITORAMENTO DOS GASES
Editado por J. O. Brito<br />
CONTROLE E AUTOMAÇÃO<br />
AUTOMA ÃO
CML, DPC, HUBNER,<br />
RIMA, BIOWARE,<br />
ONDATEC, V&M<br />
(2000 )<br />
Editado por J. O. Brito
Usina <strong>de</strong> Productos Químicos Qu micos “El El Cisne” Cisne – San Nicolas <strong>de</strong> los Arroyos –<br />
Provícia Prov cia <strong>de</strong> Buenos Aires - Argentina - 1930<br />
Editado por J. O. Brito<br />
ANTIGO “NOVO NOVO e SOFISTICADO!”<br />
SOFISTICADO!
Usina “El El Cisne” Cisne<br />
Destilação Destila ão <strong>de</strong> 100 mil t <strong>de</strong> ma<strong>de</strong>ira / ano<br />
Produto Milhões <strong>de</strong> litros<br />
Alcatrão 4,5<br />
Ácido acético 1,3<br />
Metileno 1,0<br />
Desinfetante 1,0<br />
Fomol 0,4<br />
Acetona 0,15<br />
Álcool metílico 0,8<br />
Produção Produ ão <strong>de</strong> 22,5 mil t <strong>de</strong> <strong>carvão</strong> vegetal / ano<br />
Editado por J. O. Brito
TOMADA DE DECISÃO !<br />
Po<strong>de</strong>roso parâmetro interação intera ão rendimento do<br />
processo e o capital necessário necess rio para instalá-lo instal lo<br />
Um novo processo que apresente o<br />
dobro do rendimento que um<br />
tradicional, obviamente, seria<br />
escolhido, caso o investimento <strong>de</strong><br />
capital <strong>de</strong> ambos fosse o mesmo, na<br />
Editado por J. O. Brito<br />
<br />
<br />
quanti<strong>da</strong><strong>de</strong> e na origem!
ANÁLISE! AN LISE!<br />
• Custo <strong>de</strong> investimento X Custo <strong>de</strong> mão-<strong>de</strong> mão <strong>de</strong>-obra obra<br />
• Investir em processo X Investir em florestas<br />
• Sofisticar! X Aplicar eficientemente o simples!<br />
Editado por J. O. Brito<br />
Nem sempre a inovação inova ão é o resultado <strong>da</strong><br />
criação cria ão <strong>de</strong> algo totalmente novo, mas, com<br />
muita freqüência,<br />
freq ência, é o resultado <strong>da</strong><br />
combinação combina ão original <strong>de</strong> coisas já j existentes.<br />
Daniel Barcellos, 2010
Editado por J. O. Brito<br />
AVANÇOS AVAN OS TECNOLÓGICOS!<br />
TECNOL GICOS!<br />
60% Fornos Rabo Quente<br />
~ 20% Fornos “Colm Colméia ia”<br />
~ 10% Fornos Retangulares<br />
Outros<br />
Capacitação Capacita ão e Capitalização<br />
Capitaliza ão<br />
Questão social !!!<br />
Fernando Carazza (2009)
NOVAS<br />
MATÉRIAS<br />
MAT RIAS-PRIMAS PRIMAS<br />
• casca, serragem, resíduos res duos agrícolas, agr colas, capim<br />
• pó fino para ventaneiras <strong>de</strong> alto-fornos alto fornos<br />
• NÃO COMPARAR COM FLORESTAS!!!<br />
Editado por J. O. Brito<br />
http://oglobo.globo.com/fotos/2008/08/20/20_MHG_salve_capim.jpg
Editado por J. O. Brito<br />
EMISSÕES “ZERO ZERO”<br />
• novos sistemas visam a captura <strong>de</strong> gases<br />
• usos:<br />
- energia para o processo<br />
- produtos químicos qu micos mercado, refino<br />
- agricultura registro; política pol tica<br />
- geração gera ão <strong>de</strong> eletrici<strong>da</strong><strong>de</strong>***<br />
• atendimento à <strong>de</strong>man<strong>da</strong> ambiental:<br />
- custos<br />
- créditos cr ditos <strong>de</strong> carbono
Editado por J. O. Brito<br />
EMISSÕES DEVIDO A ESTOQUE NÃO REPOSTO DE MADEIRA<br />
Origem <strong>da</strong> matéria-prima do <strong>carvão</strong> vegetal no Brasil<br />
- 2006 -<br />
51%<br />
49%<br />
Extrativismo<br />
Silvicultura<br />
IBGE, 2007
Editado por J. O. Brito<br />
EMISSÕES TOTAIS<br />
3,6 % DA MATRIZ ENERGÉTICA ENERG TICA NACIONAL<br />
MtCO 2 e<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
1970<br />
1972<br />
1974<br />
1976<br />
1978<br />
1980<br />
1982<br />
1984<br />
1986<br />
1988<br />
1990<br />
1992<br />
1994<br />
1996<br />
1998<br />
Emissão <strong>de</strong> CO2 com uso <strong>de</strong> lenha <strong>de</strong> <strong>de</strong>smatamento<br />
Emissão <strong>de</strong> CH4 na carbonização<br />
MIDIC, 2010<br />
MDIC, 2010<br />
2000<br />
2002<br />
2004<br />
2006<br />
Ano
QUESTÕES AMBIENTAIS !!!<br />
turfa; lignito; <strong>carvão</strong><br />
mineral; gás natural;<br />
petróleo; xisto<br />
Bioenergéticos<br />
Bioenerg ticos <br />
Energia<br />
CO 2 !
POLÍTICAS POL TICAS OFICIAIS<br />
• Forte sinalização sinaliza ão do Governo Fe<strong>de</strong>ral para induzir<br />
mu<strong>da</strong>nças mu<strong>da</strong>n as no setor si<strong>de</strong>rúrgico si<strong>de</strong>r rgico a <strong>carvão</strong> vegetal:<br />
- Redução Redu ão do <strong>de</strong>smatamento<br />
- Redução Redu ão emissões <strong>de</strong> GEE <strong>da</strong> carbonização<br />
carboniza ão<br />
• Criação Cria ão <strong>da</strong> Norma <strong>de</strong> Boas Práticas Pr ticas <strong>de</strong> Produção Produ ão<br />
<strong>de</strong> Carvão Vegetal para Si<strong>de</strong>rurgia ABNT<br />
Editado por J. O. Brito
Editado por J. O. Brito<br />
SIDERURGIA A CARVÃO VEGETAL NO BRASIL<br />
VOCAÇÃO<br />
VOCA ÃO
Editado por J. O. Brito<br />
MUDANÇAS MUDAN AS CONCEITUAIS !!!<br />
• CARVOEIRO<br />
• CARVÃO VEGETAL<br />
• CARVOARIA<br />
• GUSEIRO<br />
• FERRO-GUSA<br />
FERRO GUSA<br />
• CARBONIZADOR<br />
• BIOREDUTOR<br />
• CENTRAL DE CARBONIZAÇÃO<br />
CARBONIZA ÃO<br />
• PRODUTOR DE BIOREDUTOR<br />
• AÇO O VERDE
Desenvolvimento tecnológico tecnol gico em redução redu ão<br />
si<strong>de</strong>rúrgica si<strong>de</strong>r rgica a <strong>carvão</strong> vegetal<br />
?<br />
?<br />
Centro <strong>de</strong> Estudos em Si<strong>de</strong>rurgia a Carvão Vegetal
ESTADO DE MINAS GERAIS<br />
Empresas <strong>de</strong> médio m dio e gran<strong>de</strong> porte<br />
Novas tecnologias, melhorias gerenciais e estratégicas<br />
estrat gicas<br />
Importante representação representa ão político pol tico-institucional<br />
institucional - AMS<br />
Gran<strong>de</strong>s reflorestamentos específicos<br />
espec ficos<br />
Evoluções Evolu ões na área rea social e ambiental<br />
Editado por J. O. Brito<br />
Si<strong>de</strong>rurgia
Editado por J. O. Brito<br />
REFLEXOS EM OUTRAS REGIÕES DO PAÍS PA<br />
Para, Maranhão, Tocantins, Mato Grosso do Sul<br />
Si<strong>de</strong>rurgia<br />
Reporter Brasil, 2006; Monteiro, M. A. , 2006
Editado por J. O. Brito<br />
REFLEXOS EM OUTRAS REGIÕES DO PAÍS PA<br />
ASSOCIAÇÕES<br />
PRODUTORES<br />
CARVÃO VEGETAL<br />
COOPERATIVAS<br />
PRODUTORES<br />
CARVÃO VEGETAL<br />
SINDICATOS<br />
TRABALHADORES<br />
CARVÃO VEGETAL<br />
ABRACAVE SBCV<br />
Reporter Brasil, 2006; Monteiro, M. A. , 2006
Na ca<strong>de</strong>ia produtiva do <strong>carvão</strong> vegetal, ain<strong>da</strong><br />
existem incertezas e questões mal resolvi<strong>da</strong>s,<br />
que dão margem à hesitação hesita ão ou mesmo<br />
perplexi<strong>da</strong><strong>de</strong>, face às s dificul<strong>da</strong><strong>de</strong>s <strong>de</strong> explicá- explic<br />
las e solucioná-las.<br />
solucion las. É uma excelente<br />
oportuni<strong>da</strong><strong>de</strong> <strong>de</strong> trabalho, para quem aprecia<br />
bons <strong>de</strong>safios!<br />
José Jos Otávio Ot vio Brito, 2000
HÁ MOTIVAÇÕES MOTIVA ÕES PARA SE<br />
IMPLEMENTAR AS TRANSFORMAÇÕES<br />
TRANSFORMA ÕES<br />
COLOCAR AÇO O VERDE NA INFRA- INFRA<br />
ESTRUTURA DO BRASIL, UM EXEMPLO<br />
PARA O MUNDO
Obrigado!
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