PRODUÇÃO DE CARVÃO VEGETAL EM FORNOS CIRCULARES COM BAIXA EMISSÃO DE POLUENTES

1. PRODUÇÃO DE CARVÃO VEGETAL EM FORNOS CIRCULARES COM BAIXA EMISSÃO DE POLUENTES Camila Soares Braga Comissão Nacional de Silvicultura e Agrossilvicultura

2. Equipe Técnica Responsável Coordenadora • Profª Drª Angélica de Cássia Oliveira Carneiro, Departamento de Engenharia Florestal, Universidade Federal de Viçosa – DEF/ UFV. Executores • Artur Queiroz Lana, Engenheiro Florestal, Mestrando em Ciência Florestal, DEF/ UFV; • Aylson Costa Oliveira, Engenheiro Florestal, M.Sc., Doutorando em Ciência Florestal, DEF/ UFV; • Bárbara Luísa Corradi Pereira, Engenheira Florestal, M.Sc., Doutorando em Ciência Florestal, DEF/ UFV; • Thiago Taglialegna Salles, Engenheiro Florestal, M.Sc., Doutorando em Ciência Florestal, DEF/ UFV.

3. Sistema fornos-fornalha • Universidade Federal de Viçosa (UFV); • Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior de Minas Gerais (SECTES); • Pólo de Excelência em Florestas; • Associação das Siderúrgicas para Fomento Florestal (ASIFLOR).

4. Carbonização Siderúrgicas, cerâmicas, padarias, churrascarias, cimenteiras, residências

5. Introdução Gases Não-Condensáveis (33%) C O N D E N S A D O R Licor Pirolenhoso + Alcatrão (33%) Carvão Vegetal (34%) Madeira (1000 kg)

6. Objetivos • Apresentar a viabilidade técnica do sistema fornos-fornalha com baixa emissão de gases poluentes e elevado rendimento gravimétrico em carvão vegetal; • Analisar a viabilidade econômica da produção de carvão vegetal em duas tecnologias de conversão: sistema fornos-fornalha e fornos do tipo “rabo-quente” sem sistema de queima de gases.

7. Sistema fornos-fornalha • Combustão dos gases da carbonização na fornalha: • Redução das emissões de gases para a atmosfera; • Aproveitamento do calor na propriedade rural; • Geração de energia elétrica (gerador).

8. Sistema fornos-fornalha Tabela1 – Faixas teóricas de temperatura para controle da carbonização no sistema forno-fornalha, mensuradas na cúpula do forno

9. Sistema fornos-fornalha Figura 1 – Planta baixa do sistema fornos-fornalha, com medidas em centímetros.

10. Sistema fornos-fornalha • Figura 2 – Vista frontal do sistema fornos-fornalha, com medidas em centímetros

11. Sistema fornos-fornalha

12. Sistema fornos-fornalha • Carbonização da madeira • Utilização de madeira de Eucalyptusspp; • A carbonização tem duração média de 3 dias; • O refriamento natural ocorre em 2-3 dias. Tabela 2 – Rendimento gravimétrico do sistema fornos-fornalha

13. Sistema fornos-fornalha • Redução do passivo ambiental ↓ 95% ↑ 53% ↓ 89% CARDOSO (2010)

14. Análise Econômica • A análise econômica de um investimento envolve o uso de técnicas e critérios de análise que comparam os custos e as receitas inerentes aos projetos; • Além das questões técnicas e ambientais, a questão econômica deve ser considerada quando se deseja realizar o investimento em determinada tecnologia, devendo estabelecer qual opção disponível apresenta maior rentabilidade ao produtor;

15. Análise Econômica • Indicadores para análise econômica e financeira • Horizonte de planejamento de 12 anos, contemplando dois cortes de madeira de Eucalyptus aos 6 anos • Taxa de juros: 7,5% (Taxa Selic – Set/2012) • Valor Presente Líquido (VPL) • Valor Anual Equivalente (VAE) • Razão Benefício – Custo (B/C) • Lucratividade

16. Análise Econômica • Cenários • 1 e 3: Após a colheita da madeira, novo plantio. • 2 e 4: Após a colheita da madeira, condução da brotação. • Custo da madeira: • Ano 1-6: R$ 35,18/st • Anos 7-12: R$ 21,00/st • Preço de venda do carvão vegetal: R$ 110,00 mdc(08/2012)

17. Análise Econômica • Cenários 1 e 2 Tabela 2 - Informações referentes às carbonizações, consumo de madeira e produção de carvão vegetal dos cenários 1 e 2

18. Análise Econômica • Cenários 1 e 2 • Custo de construção do sistema fornos-fornalha: R$ 4390,00 • Custo de construção dos fornos “rabo-quente”: R$ 3850,00 • Custo de manutenção anual: 5% do custo de construção

19. Análise Econômica • Cenários 3 e 4 Tabela 3 - Informações referentes às carbonizações, consumo de madeira e produção de carvão vegetal dos cenários 3 e 4

20. Análise Econômica • Cenários 3 e 4 • Custo de construção do sistema fornos-fornalha: R$ 8.295,70 • Custo de construção dos fornos “rabo-quente”: R$ 5.700,00 • Custo manutenção de anual: 5% do custo de construção

21. Análise Econômica • Área necessária de plantio de Eucalyptus spp. Tabela 4 – Área de plantio de eucalipto necessária para produção de carvão vegetal nos cenários propostos * Densidade média da madeira de eucalipto igual a 450kg/m³ e incremento médio anual de 31m³/ha/ano, aos 6 anos

22. Sistema Forno Fornalha • Forno Rabo Quente

23. Sistema fornos-fornalha • Recomendações: • Novos estudos para o redimensionamento da fornalha e sincronização de fornos; • Estudos para o aproveitamento da energia térmica gerada para a secagem da madeira ou fornecimento de energia elétrica; • Estudos para determinação do número mínimo e posicionamento ideal dos cilindros metálicos; • Novas pesquisas para modelagem de curvas de carbonização para diferentes condições da madeira.

24. Considerações Finais • O sistema fornos-fornalha apresentou maior viabilidade econômica que os fornos “rabo-quente”, gerando maior lucro ao produtor de carvão vegetal em todos os cenários propostos; • O sistema fornos-fornalha apresenta maior ganho técnico, devido ao maior rendimento gravimétrico, menor consumo de madeira e necessidade de menor número de fornos para uma mesma produção e controle por temperatura, sem critérios subjetivos; • Há ainda, o ganho ambiental, devido ao acoplamento dos fornos a fornalha, reduzindo a emissão de gases poluentes durante a carbonização da madeira;

25. Considerações Finais • A cadeia produtiva está avançando, porém, é necessário mais investimentos para evolução e consolidação das melhores técnicas para a produção sustentável do carvão vegetal; • É necessário políticas públicas que estimulem o emprego de tecnologias voltadas para a redução da emissão de gases de efeito estufa durante a produção de carvão vegetal; • É importante considerar a resistência do setor produtivo na adoção de novas práticas e a necessidade de melhor capacitação da mão-de-obra.

26. Obrigada!! cassia.carneiro@ufv.br camila.braga@cna.org.br