iTECNOLOGIA E ECONOMIADO BRIQUETE DE MADEIRA

LUIZ VICENTE BOCORNY GENTIL

TESE DE DOUTORADO EM ENGENHARIA FLORESTALDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA FLORESTAL

FACULDADE DE TECNOLOGIAUNIVERSIDADE DE BRASLIA

ii

UNIVERSIDADE DE BRASLIAFACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA FLORESTAL

TECNOLOGIA E ECONOMIADO BRIQUETE DE MADEIRA

LUIZ VICENTE BOCORNY GENTIL

ORIENTADOR: Prof. Dr. AILTON TEIXEIRA DO VALECO-ORIENTADOR: Prof. Dr. HUMBERTO ANGELO

TESE DE DOUTORADO EM ENGENHARIA FLORESTALPUBLICAO: EFL D 009/2008

BRASLIA/DF: JULHO 2008

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UNIVERSIDADE DE BRASLIAFACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA FLORESTAL

TECNOLOGIA E ECONOMIADO BRIQUETE DE MADEIRA

LUIZ VICENTE BOCORNY GENTIL

TESE SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAFLORESTAL DA FACULDADE DE TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADEDE BRASLIA COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSRIOS PARAA OBTENO DO GRAU DE DOUTOR EM CINCIAS FLORESTAIS.

APROVADA POR:

.............................................................Ailton Teixeira do Vale, Dsc. (UnB) (Orientador)CPF: 33296308687; RG: M.1224662; e-mail: ailton.vale@gmail.com

..............................................................Flvio Borges Botelho Filho, (Dsc) (UnB) (Examinador Interno)CPF: 643033908-44 ; RG: 6730115 SSP-SP; e-mail: botelho@unb.br

.......................................................................Carlos Alberto Gurgel Veras, PhD. (UnB) (Examinador Interno)CPF: 63642280706; RG: IFP-RJ 07568273/2; e-mail: gurgel@unb.br...........................................................................Dirceu Medeiros de Morais, Dsc. (UFRR) (Examinador Externo)CPF: 292290814-34; RG: 95003018080 SSP-CE; e-mail: dirceu@engcivil.ufrr.br

...........................................................................Alexandre Florian da Costa, Dsc. (UnB) (Examinador Interno)CPF: 303515020-68 ; RG: 10005464 SSP DF; e-mail: lucate@unb.br

...........................................................................lvaro Nogueira de Souza, Dsc. (UnB) (Suplente)CPF: 873606166-20 ; RG: M.5753144 ; e-mail: ansouza@unb.br

BRASLIA/DF. JULHO DE 2008.

iv

FICHA CATALOGRFICA

GENTIL, LUIZ VICENTE BOCORNY

Tecnologia e Economia do Briquete de Madeira

xix, 195 p., 210 x 297 mm (EFL/FT/UnB), Doutor, Tese de Doutorado-Universidade deBraslia. Faculdade de Tecnologia.Departamento de Engenharia Florestal1.Briquete de madeira 2.Energia3.Economia 4.CustosI.EFL/FT/UnB II.Ttulo(srie)

REFERNCIAGENTIL, L.V.B. (2008). Tecnologia e Economia do Briquete de Madeira. Tese deDoutorado em Engenharia Florestal, Publicao EFL TD - 009/2008. Departamento deEngenharia Florestal. Universidade de Braslia. Braslia. DF, 195 p.

CESSO DE DIREITOSAUTOR: Luiz Vicente Bocorny GentilTITULO: Tecnologia e Economia do Briquete de Madeira

GRAU: Doutor ANO: 2008

concedida, Universidade de Braslia, permisso para reproduzir cpias desta Tesesomente para propsitos acadmicos e cientficos. Por ter a reserva dos direitos depublicao, parte alguma deste texto pode ser reproduzida sem autorizao por escrito doautor.

----------------------------------------------------------Luiz Vicente Bocorny GentilSHCES. Quadra 401. Bloco A. Apartamento 30270.650-411. Braslia-DF Brasil

vEsta Tese de Doutorado dedicada

An Sanat Kumara

vi

RESUMO

TECNOLOGIA E ECONOMIA DO BRIQUETE DE MADEIRA

Autor: Luiz Vicente Bocorny Gentil

Orientador: Prof. Dr. Ailton Teixeira do Vale

Co-orientador: Prof. Dr. Humberto Angelo

Programa de Ps-Graduao em Cincias Florestais

Braslia, julho de 2008

Este trabalho trata do perfil industrial e do mercado do briquete de madeira e da briquetagem

sob duas reas do conhecimento: a tecnologia do adensamento ligno-celulsico e a

economia. O objetivo geral foi investigar as caractersticas tcnicas e contbeis-gerenciais do

briquete e do processo industrial para os fluxos de massa e de energia. Alm disso, teve-se

como objetivo secundrio determinar o comportamento deste biocombustvel slido no

mercado brasileiro, por meio de pesquisa qualitativa realizada com os atores envolvidos nos

anos de 2006 a 2007. O trabalho foi desenvolvido em uma indstria tomada como referncia,

onde se realizou o levantamento da estrutura industrial e a quantificao dos energticos

envolvidos no processo. Concomitantemente, foi realizado levantamento contbil-gerencial

para cada etapa do processo de fabricao do briquete com especificao dos custos desde a

matria-prima disponvel at o produto acabado e entregue ao consumidor, utilizando os

mtodos: ABCActivity-Based Costing e SWOT Analysis. Com granulometria variando de

0,84mm a 3,35mm e teor de umidade de 43,8% em base mida; 2215 kg/hora de serragem

de Pinus sp entram no secador iniciando o processo de produo de briquetes; saindo 1739

kg/hora de serragem a 11% de umidade em base mida que seguem para o silo. As

briquetadeiras trabalham independentes, recebendo 1926 kg/hora de serragem provenientes

do silo, que so compactadas a uma tenso 14,1 a 24,7 MPa produzindo 1926 kg/hora de

briquetes com 85 mm e 95mm de dimetro e 300mm de comprimento, 12,9% de umidade,

10,03GJ/m3 de densidade energtica e uma boa resistncia compresso e produo de

finos. O consumo de energia foi de 435 kWh/t de briquetes produzidos, sendo o setor de

secagem o maior consumidor de energia (78,62%). O custo de produo foi de R$ 265/t de

briquete, tendo o frete da matria-prima e de entrega do briquete a maior participao

(31,7%); e posto-cliente R$ 305,00/t; contra R$ 160/t de lenha posto-cliente. No entanto,

quando se considera o preo direto da energia contida no combustvel, o briquete R$ 21/GJ

e lenha, R$ 15,1/GJ. Na anlise de mercado, as vantagens apresentadas para o briquete foram

vii

a maior densidade energtica e a produo de altas temperaturas de forma rpida e, como

desvantagens, o custo elevado do frete de entrega e a necessidade de armazenamento em

local coberto. Foram observados, tambm, vrios usos em diversos segmentos do mercado;

no entanto, a lenha tem sido utilizada nestes segmentos, sendo hoje, seu maior rival, pois o

consumidor compra preo e, no, energia e, neste caso, a lenha leva vantagem. O briquete

um produto tcnico e economicamente vivel sendo os seguintes os fatores da sua

preferncia: o aumento da demanda por energia; o aumento dos preos do petrleo, por ser

um combustvel fssil e portanto, finito; a crescente conscincia ecolgica, o que dificultar

cada vez mais a oferta da lenha nativa; reduo do preo pela futura escala de produo. Em

funo disto o quadro que se apresenta para o futuro do briquete favorvel e certamente

ter o seu consumo registrado no Balano Energtico Nacional, consolidando, assim pela

informao oficial, a sua maior participao no mercado.

Palavras-chave: briquete de madeira; tecnologia; economia; SWOT Analysis;

ABCActivity-Based Costing

viii

ABSTRACT

TECHNOLOGY AND ECONOMY OF THE WOOD BRIQUETTEAuthor: Luiz Vicente Bocorny Gentil

Supervisor: Prof. Dr. Ailton Teixeira do Vale

Co-Supervisor: Prof. Dr. Humberto Angelo

PhD Programme in Forestry

Braslia, July 2008

This work is concern with the industrial profile and the wood briquette market and its

briquetting under two areas of knowledge, as ligni-cellulosic densification technology and

economy. The general objective is to investigate the technical and accounting

characteristics managerial for briquette and industrial process of mass flows and energy.

As a secondary aim determining the behavior of this solid biofuel in the Brazilian market,

accomplished through a qualitative research by actors involved in this bioenergy and

biomass theme in the years of 2006 and 2007. The work was developed in a briquette

industry taken as reference, where it took place a rising industrial structure and the

quantification of energy involved in the process. At the same time, this rising was

accounting and managerial for each stage of briquette production process with

specification of costs from the raw material available until the finished product and CIF

condition using the methods: ABCActivity-Based Costing and SWOT Analysis. With a

granulometric varying of 0,84mm to 3,35mm and moisture content of 43,8% in wet basis;

2215 kg / hour of sawdust of Pinus sp enters in the dryer beginning the process of

production of briquettes; leaving 1739 kg / hour of sawdust to 11% of moisture content in

wet basis that proceeds to the silo. The briquette machine works independent receiving

1926 kg / hour of sawdust coming of the silo, they are compacted to a tension of 14,1 to

24,7 MPa producing 1926 kg / hour of briquettes with 85mm and 95mm of diameter and

300 mm of length, 12,9% of moisture content, 10,03GJ /m3 of energy density and a good

resistance to the compression and the production of fines. Consumption of energy is of the

order of 435 kWh / t of produced briquettes, being the drying section the largest consumer

of energy (78,62%). The production cost is R$ 265/t of briquette, being the freight of raw

material and the delivery of briquette the largest participation (31,7%); and customer place

R$ 305,00 /t; against R$ 160/t of firewood customer place. However, when it is considered

ix

the direct price of the energy contained in the fuel, the briquette is worth R$ 21/GJ and the

firewood R$ 15,1 /GJ. In the market analysis the advantages presented for the briquette

were the largest energy density and the production of high temperatures in a fast way and

as disadvantages the high cost of the delivery freight and the storage need in covered place.

It was also observed several uses in several segments of the market, however the firewood

has been used in these segments, being today, its largest rival, because the consumer buys

price and no energy and in this case, the firewood takes advantage. The briquette is a

product technical and economically feasible and, considering as influence factors: the

increase of demand for energy; the increase of prices for oil, for being a fossil fuel and,

therefore, finite; the growing ecological consciousness, what will hinder the offer of the

native firewood more and more; the increase in the possibilities of use for Eucalyptus sp

wood, decreasing its offer to energy; the picture that comes for the briquette is very

favorable and certainly to short-medium period it will have its consumption registered in

the Brazilian Energy Balance, consolidating its participation.

Keywords: wood briquette; technology; economics; SWOT Analysis; ABC

Activity-Based Costing

xSUMRIO

ABSTRACT

INTRODUO GERAL 1

CAPTULO 1 4

1 ESTADO DA ARTE DA BRIQUETAGEM 41.1 CONSIDERAES INICIAIS 4

1.2 BIOMASSA E BIOENERGIA 6

1.3 O BRIQUETE DE MADEIRA 9

1.3.1 Propriedades energticas e de massa 10

1.3.2 O processo industrial 12

1.4 ECONOMIA DO BRIQUETE 15

1.5 MEIO AMBIENTE E SOCIEDADE 20

1.6 REFERNCIAS 23

CAPTULO 2 29

2 TECNOLOGIA EM UMA INDSTRIA DE BRIQUETE 292.1 INTRODUO 29

2.2 REVISO DA LITERATURA 30

2.2.1 Caracterizao da matria-prima e do briquete 30

2.2.2 O processo industrial e energia 30

2.2.3 Fluxo de massa 31

2.2.4 Caracterizao do desempenho 33

2.3 MATERIAL E MTODOS 34

2.3.1 Coleta dos dados 34

2.3.2 Caracterizao da matria-prima e do briquete 34

2.3.2.1 Teor de umidade da serragem 34

2.3.2.2 Densidade aparente 34

2.3.2.3 Poder calorfico 35

2.3.2.4 Teor de cinza 35

2.3.2.5 Granulometria 36

2.3.3 Caracterizao dos fluxos 36

2.3.3.1 Fluxo de massa 36

2.3.3.2 Fluxo de energia 36

xi

a energia eltrica 36

b energia humana 37

c energia qumica 37

d energia trmica 37

2.3.4 Resistncia do briquete 38

2.3.4.1 Teste de resistncia ao arremesso 38

2.3.4.2 Teste de resistncia mecnica esttica 39

2.3.5 Carga e tenso de compactao na briquetagem 40

2.3.6 Relao da energia de produo e energia da matria-prima 41

2.3.7 Anlise estatstica 41

2.4 RESULTADOS E DISCUSSO 42

2.4.1 Estrutura industrial 42

2.4.1.1 Descrio preliminar da fbrica 42

2.4.1.2 Briquete 44

2.4.1.3 Produo 44

2.4.1.4 Motores eltricos 44

2.4.1.5 Funcionrios e veculos 44

2.4.1.6 Etapas do processo industrial e da fbrica 45

a pr processo 45

b cominuio 46

c peneiramento 46

d secagem 46

e exausto e depsito da serragem 47

f briquetagem 48

g armazenamento 49

h expedio e entrega 49

2.4.2 Caracterizao da matria-prima e do briquete 50

2.4.2.1 Teor de umidade 50

2.4.2.2 Densidade 51

2.4.2.3 Poder calorfico 52

2.4.2.4 Teor de cinzas 53

2.4.2.5 Granulometria 53

2.4.3 Caracterizao dos fluxos 54

2.4.3.1 Caracterizao do fluxo de massa 54

xii

a peneiramento 56

b exausto 56

c briquetamento 56

d anlise geral do fluxo de massa 57

2.4.3.2 Caracterizao do fluxo de energia 57

a fluxo geral na empresa 57

b energia eltrica 59

c energia trmica 61

d energia qumica 62

e energia humana 63

f densidade energtica 63

2.4.3.3 Relao de energia consumida na produo e da energia contida no briquete 64

2.4.4 Resistncia do briquete 64

2.4.4.1 Teste de arremesso 64

2.4.4.2 Resistncia mecnica esttica 67

2.4.4.3 Tenso e carga de impacto para a fabricao do briquete 67

2.4.5 Caracterizao de variveis combinadas 68

2.5 CONCLUSES 70

2.5.1 Matria-prima e briquetes 70

2.5.2 Fluxo de massa 71

2.5.3 Fluxo de energia 71

2.5.4 Resistncia, carga e tenso do briquete 71

2.5.5 Variveis combinadas nos ensaios do briquete 72

2.6 REFERNCIAS 72

CAPTULO 3 76

3 ANLISE ECONMICA DO BRIQUETE 763.1 CUSTO DE PRODUO DO BRIQUETE 76

3.1.1 Introduo 76

3.1.2 Reviso da literatura 76

3.1.2.1 Consideraes iniciais 76

3.1.2.2 Investimentos em uma indstria de briquete 78

3.1.2.3 Determinao dos custos e dos preos 79

3.1.3 Material e mtodos 82

xiii

3.1.3.1 Estudos preliminares 82

3.1.3.2 Determinao dos custos 83

3.1.3.3 Determinao do lucro 84

3.1.4 Resultados e discusso 84

3.1.4.1 Anlise dos custos gerenciais e de produo 85

3.1.4.2 Determinao do lucro 91

3.1.4.3 Alternativas de soluo para os custos gerenciais e de produo 92

a custos do transporte da matria-prima e do produto acabado 92

b localizao das indstrias de briquetagem 93

c manuteno de mquinas e equipamentos industriais 94

d embalagem do produto acabado 94

3.1.5 Concluses 95

3.1.6 Referncias 96

3.2 PESQUISA QUALITATIVA DO MERCADO DE BRIQUETE 97

3.2.1 Introduo 97

3.2.2 Reviso da literatura 99

3.2.2.1 Consideraes iniciais 99

3.2.2.2 O mercado do briquete e do pelete 100

3.2.2.3 Anlises estratgicas de mercado 101

3.2.3 Material e mtodos 103

3.2.3.1 Consideraes iniciais 103

3.2.3.2 Pesquisa de mercado pelo Mtodo de Perguntas Abertas 103

3.2.3.3 Pesquisa de mercado pelo Mtodo de SWOT Analysis Modo de Valorao 105

3.2.3.4 Pesquisa de mercado pelo Mtodo de SWOT Analysis Modo de Anlise de

Correspondncia 106

3.2.4 Resultados e discusso 107

3.2.4.1 Pesquisa de mercado com Perguntas Abertas 107

3.2.4.2 Resultados da pesquisa da oferta e demanda com planilha Swot Analysis 111

3.2.4.2.A Modo de Valorao 112

3.2.4.2.B Modo de Anlise de Correspondncia 114

3.2.4.3 Discusso interativa dos resultados entre Perguntas Abertas e SWOT Analysis 119

3.2.5 Concluses 124

3.2.5.1 Pesquisa de mercado qualitativa com Perguntas Abertas para caracterizar, de

forma preliminar, como se comporta o mercado do briquete 124

xiv

3.2.5.2 Investigao dos Pontos Fortes e Fracos da oferta, assim como das

Oportunidades e Ameaas da demanda 125

3.2.5.3 Sugestes para o crescimento da demanda do briquete no Brasil 126

3.2.6 Referncias 126

CAPTULO 4 129

4 DISCUSSO INTERATIVA E CONSIDERAES GERAIS 1294.1 TECNOLOGIA DO BRIQUETE E DA BRIQUETAGEM 130

4.1.1 Gerao de calor 132

4.1.2 Operacional 132

4.2 CUSTO DE PRODUO E PREO DE VENDA DO PRODUTO 132

4.3 AS QUESTES DE INFORMAO E DE LEIS ASSOCIADAS AO

BRIQUETE 139

4.4 A QUESTO ENERGTICA 140

4.5 SUGESTES PARA OUTRAS TESES DE DOUTORADO 145

4.6 REFERNCIAS 146

CAPTULO 5 149

5 IMPLICAES DESTE ESTUDO E CONCLUSES GERAIS 1495.1 IMPLICAES DESTE ESTUDO 149

5.2 CONCLUSES GERAIS 151

5.2.1 Temas tecnolgicos 151

5.2.2 Temas de mercado e de economia 152

5.2.3 Outros temas 152

REFERNCIAS GERAIS 153

xv

LISTA DE TABELAS

Tabela 1.1 a Estimativa preliminar do mercado brasileiro de briquetes de madeira 18Tabela 1.1 b Estimativa preliminar do mercado brasileiro de briquetes de madeira 19Tabela 2.1 Demanda de energia para a fabricao de briquete ou pelete 32Tabela 2.2 Anlises estatsticas dos ensaios de massa e energia 42Tabela 2.3 Relao da potncia instalada dos motores eltricos 45Tabela 2.4 Teor de umidade das biomassas 50Tabela 2.5 Densidade das biomassas 52Tabela 2.6 Poder Calorfico Superior, Inferior e til (kcal/kg) 52Tabela 2.7 Teor de cinzas da serragem e do briquete 53Tabela 2.8 Distribuio porcentual dos extratos do peneiramento 54Tabela 2.9 Perda de massa na fabricao de briquete 55Tabela 2.10 Dados gerais do fluxo de massa para serragem e briquetes 57Tabela 2.11 Demanda de energia para a produo de uma tonelada de briquete-kWh/t 59Tabela 2.12 Demanda de energia mensal dos motores eltricos kWh/ms 59Tabela 2.13 Relao da potncia instalada e demanda dos motores 60Tabela 2.14 Dados para clculos termodinmicos 61Tabela 2.15 Demanda mensal de energia qumica em kWh 62Tabela 2.16 Demanda de energia humana na produo kWh/ms 63Tabela 2.17 Densidade energtica do briquete slido e a granel TU-12,9% bu 63Tabela 2.18 Briquetes inteiros (%) no Teste de Arremesso em sacos 65Tabela 2.19 Resultados da compresso lateral do briquete 67Tabela 2.20 Tenso e carga de impacto de briquetagem 68Tabela 2.21 Resultados dos ensaios de 16 combinaes de massa e energia 69Tabela 2.22 Combinaes significativas de seis ensaios 69Tabela 2.23 Relao das combinaes com rho igual ou superior a 0,8 69Tabela 2.24 Combinao da umidade da serragem e da potncia eltrica 70Tabela 3.1 Estrutura porcentual dos preos de pelete na Europa 77Tabela 3.2 Custo da produo de peletes na Sucia 78Tabela 3.3 Material original de gastos e custos diretos e indiretos da indstria piloto 85Tabela 3.4 Distribuio dos custos da indstria piloto 85Tabela 3.5 Distribuio dos custos por atividade da indstria piloto 86Tabela 3.6 Determinao dos custos gerais de uma indstria de briquetagemR$/t 87Tabela 3.7 Custos de produo de briquete deste trabalho comparado com briquetes

da ndia 90Tabela 3.8 Determinao das taxas de rateio das atividades % 91Tabela 3.9 SWOT Analysis apresentada por Celiktas; Kocar (2006) 102Tabela 3.10 SWOT Analysis apresentada por Alakangas (2002) 102Tabela 3.11 Relao das Perguntas Abertas usadas no questionrio 104Tabela 3.12 Modelo de questionrio usado na pesquisa de oferta e demanda 106Tabela 3.13 Relao das famlias de temas de Perguntas Abertas 108Tabela 3.14 Pontuao das perguntas no ranking das respostas 111Tabela 3.15 Sntese das duas respostas mais relevantes de cada quadrante da

SWOT Analysis com Perguntas Abertas pelo Modo de Valoraoe mostradas nas Figuras 3.2 a 3.5 114

Tabela 3.16 Valor P de significncia do Teste Exato de Fisher para os dadosda pesquisa SWOT Analysis 115

Tabela 3.17 Associao entre perguntas e importncia dos Pontos Fortes da oferta 115Tabela 3.18 Associao entre perguntas e importncia dos Pontos Fracos da oferta 116

xvi

Tabela 3.19 Associao entre perguntas e importncia das Oportunidades da demanda 117Tabela 3.20 Associao entre perguntas e importncia das Ameaas da demanda 119Tabela 3.21 Comparao do Modo Valorao, Modo Anlise de Correspondncia e

Interao 120Tabela 3.22 Comparao dos resultados entre Perguntas Abertas (Tabela 3.13)

e SWOT Analysis.( Tabela 3.15) 121Tabela 4.1 Caractersticas tcnicas encontradas para o briquete de madeira 129Tabela 4.2 Norma sueca SS 18 71 20 para especificao de peletes

de madeira (Hahn, 2004) 130Tabela 4.3 Norma sueca SS 18 71 21 para especificao de briquetes de madeira

(Hirsmark, 2002) 130Tabela 4.4 Temperaturas no sistema de secagem da serragem 132Tabela 4.5 Sntese de custos e preos do briquete de madeira obtidos neste trabalho 133Tabela 4.6 Preos dos peletes e briquetes na Europa 2004/2005= /t 135Tabela 4.7 Custo de produo do briquete pelo uso de melhor matria-prima 137Tabela 4.8 Base de Dados do Balano Energtico Nacional (1970/2006), em tepx103 142Tabela APNDICE C1 Dados para a determinao do preo direto de energia

do briquete e da lenha de eucalipto 168Tabela APNDICE F1 Investimentos em mquinas e equipamentos 176Tabela APNDICE H1 Classificao e numerao das variveis 184Tabela APNDICE H2 Modelo e exemplo para quatro repeties da estatstca de

Spearman 185Tabela APNDICE H3 Rho de Spearman 185

xvii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1.1 Imagens do fluxo industrial e comercial da fabricao do briquete 13Figura 1.2 Fluxo de 1850 a 2100 da demanda em % de combustveis

fsseis, biomassa e outras energias 23Figura 2.1 Fluxo de massa em uma indstria de briquete de madeira 33Figura 2.2 Fluxo do processo produtivo e do uso da energia 43Figura 2.3 Vista lateral do sistema de abastecimento da briquetadeira 48Figura 2.4 Vista lateral da briquetadeira 49Figura 2.5 Croqui da briquetadeira de pisto 49Figura 2.6 Fluxo de massa de briquete em 46 meses de produo contnua na fbrica 55Figura 2.7 Participao dos tipos de energias usadas no processo industrial 58Figura 2.8 Participao de energia por etapa de fabricao 58Figura 2.9 Potncia eltrica instalada e demandada dos motores (kW) 61Figura 2.10 a (granel) Comparao de pedaos inteiros de briquete em

duas modalidades de embalagem 66Figura 2.10 b (amarrado) Comparao de pedaos inteiros de briquete em duas

modalidades de embalagem 66Figura 3.1 Comportamento do briquete no mercado conforme a Tabela 3.13 110Figura 3.2 Pontos fortes da oferta Pontos 113Figura 3.3 Pontos fracos da oferta Pontos 113Figura 3.4 Oportunidade da demanda Pontos 113Figura 3.5 Ameaas da demanda Pontos 113Figura 3.6 Pontos fortes da oferta 116Figura 3.7 Pontos fracos da oferta 117Figura 3.8 Oportunidades da demanda 118Figura 3.9 Ameaas da demanda 119Figura 4.1 Evoluo dos preos mundiais do barril do petrleo em 90 anos 141Figura 4.2 Evoluo do petrleo, biomassa (lenha+cana) e energia hidrulica 142Figura 4.3 Evoluo do petrleo, lenha e cana-de-acar 143Figura 4.4 Evoluo da biomassa (lenha+cana-de-acar), energia primria

e energia secundria 143Figura 4.5 Evoluo da produo do leo combustvel e do lcool 144Figura APNDICE A1 Lanamento da biomassa na fornalha 165Figura APNDICE D1 Preo da energia da lenha de eucalipto (R$/GJ) em funo do

preo da tonelada da lenha (R$/t) e para diferentes teores deumidade 170

Figura APNDICE D2 Preo da energia do briquete (R$/GJ) em funo do preo datonelada do briquete (R$/t) e para diferentes teores de umidade 170

Figura APNDICE D3 Poder Calorfico til da biomassa em GJ/t em funodo teor de umidade (TU), base mida, % 171

Figura APNDICE E1 Diagrama da temperatura em funo da entropia 174Figura APNDICE E2 Diagrama termodinmico para o ciclo de Rankine 1 174Figura APNDICE E3 Diagrama termodinmico para o ciclo de Rankine 2 175Figura APNDICE G1 Arquivo de fotos da Tese 177Figura APNDICE J1 Diagrama do fluxo dos estudos seguidos nesta Tese 190

xviii

LISTA DE SMBOLOS, ABREVIAES E NOMENCLATURA

atm- Atmosferabig bag- Grandes sacos de lona para transporte rpido e a granel de insumos slidosBTU- British Termal Unitbu- Base midaCF- Cost, FreightCIF- Cost, Insurance, FreightCV- Cavalo VaporCV- Coeficiente de VariaoEx Works- Expresso de comrcio internacional onde a mercadoria vendida est

disponvel na porta da fbricaFOB- Free On Boardh- Horaha- HectareIPCC- Intergovernmental Panel on Climate ChangeJ- JouleMDO- Mo-de-obraMJ- Mega JouleMP- Matria-primaMPa- Mega PascalMS- Matria Seca- DimetroPCI- Poder Calorfico InferiorPCS- Poder Calorfico SuperiorPCU- Poder Calorfico tilPJ- Peta Jouleppm- Partes por milhoRPS- Rotaes por segundoSI- Sistema Internacional de Unidadessn- Sine nomine (Referncia onde no existe nenhuma fonte escrita)tep- Tonelada equivalente de petrleotf- Tonelada foratorta- Resduos de produtos agrcolas para alimentao animal ou processo industrialTTL- Totalturn key job- Expresso comercial-industrial para venda de instalaes prontas para uso- Rendimento industrial- tenso; fora pela superficie- Euro

xix

APNDICES

A Determinao da carga de impacto da tora de eucalipto e do saco de briquetelanados na fornalha 165

B Estimativa mssica, energtica e econmica dos descartes madeireirosindustriais no Brasil em 2005 166

C Determinao do preo da energia 167D Preo da energia do briquete de madeira e da lenha de eucalipto, em funo

do preo da biomassa e para diversos teores de umidade 169E Determinao dos custos do vapor e do consumo de combustvel em uma

caldeira e estimativa dos custos indiretos de uma agroindstria 172F Investimentos em mquinas, equipamentos e servios para uma fbrica

Turn Key Job de briquetes de trs ton por hora 176G Arquivo de fotos da Tese 177H Anlises estatsticas 184I Registros climticos e do meio ambiente 188J Diagrama do fluxo dos estudos seguidos nesta Tese 190K Perfil de Mtodos, Estatsticas e Procedimentos 191L Relato de uma viagem de estudos 194

1INTRODUO GERALEsta Tese investiga um biocombustvel slido denominado briquete produzido com

descartes madeireiros entre eles serragem, em que duas relevantes vertentes so estudadas,

como seja, tecnologia e economia.

A razo da adoo deste tema se deve necessidade de aprofundamento do conhecimento

da biomassa na matriz energtica nacional e tendo em vista que existe uma grande, rica e

pouco aproveitada matria-prima que so os descartes madeireiros das serrarias, indstria

moveleira e construo civil.

Com o aumento do preo do barril de petrleo de: US$ 9 em 1970 para US$ 80 em 1981;

para US$ 75 em 2006; para US$ 100 em fevereiro de 2008; e para US$ 130 em maio de

2008 (International Energy Annual 2003, 2005; Light Sweet Crude Oil, 2008; O preo do

petrleo, 2008), houve a entrada no mercado de energias alternativas, entre elas as

biomassas em geral com possibilidade de substituio parcial do petrleo a curto e a mdio

prazo e pelo briquete de madeira em particular. Neste contexto, o setor florestal brasileiro

tem grande importncia econmica e social sendo responsvel em 2006 por 3,1% do PIB

equivalente a US$ 24,3 bilhes, 1,4% da arrecadao no valor de US$ 4,3 bilhes,

exportando 6,3% da pauta no valor de US$ 7,3 bilhes e gerando 8,9% dos empregos no

Brasil (ABIMCI, 2006, 2007).

Estima-se que o Brasil tenha produzido em 2005, 14 milhes de toneladas de descartes

madeireiros, com 30% de umidade em base mida, ou seja, um potencial energtico de 173

PJ ou 4132 x 106 tep no valor de US$ 95,2 milhes (vide APNDICE B). Os quais

poderiam ser usados na fabricao de briquetes, gerando calor em fornos, fornalhas,

caldeiras em plantas de eletricidade, industriais, assim como em empresas de servios

como panificadoras, restaurantes, pizzarias, hospitais e aquecimento domstico. Alm

disto, atenderia parte da demanda do mercado interno e externo gerando emprego, renda e

favorecendo o meio ambiente.

2Por ser um tema pouco conhecido no mundo e para investig-lo em profundidade, foi

necessrio o uso de diferentes campos da cincia, assim como a adoo de diversas

ferramentas de investigao. Isto levou a um ecletismo cientfico e permitindo concluses

adequadas aos objetivos.

O Captulo 1 apresenta uma viso panormica do Estado da arte da briquetagem, contendo

o perfil das vertentes investigadas mais importantes neste trabalho como seja energia,

biomassa, economia, mercado, meio ambiente e sociedade. Assim como elementos gerais

do briquete de madeira, da fabricao e seu mercado.

O Captulo 2 intitulado Tecnologia em uma indstria de briquete trata de um estudo

observacional, experimental e exploratrio, em que feita uma investigao dos fluxos de

energia, de massa e industrializao ao longo de nove etapas do processo de fabricao de

briquete, caracterizando, avaliando, definindo e criando novas informaes ou mtodos para

a compreenso do briquete e da briquetagem.

O Captulo 3 intitulado Anlise econmica do briquete trata da investigao econmica do

briquete e da briquetagem de madeira no Brasil usando-se trs instrumentos de investigao

cientfica para melhor desvendar este tema pouco conhecido e para o qual no existem

estatsticas oficiais ou de entidades classistas. Da mesma forma, as existentes no esto

disponveis por serem de propriedade privada de empresas e indstrias do briquete. Neste

captulo sero estudados:

O mercado do briquete;

O custo de produo do briquete tratando da anlise contbil-gerencial do custeio de

uma empresa piloto;

Uma pesquisa qualitativa do mercado de briquete atravs do mtodo SWOT

Analysis para investigar e interpretar os cenrios e tendncias dos segmentos de

mercado brasileiro;

Determinao do preo da energia (APNDICE D).

O Captulo 4 denominado Discusso interativa e consideraes gerais a consolidao

e interao dos diferentes estudos feitos de tecnologia ou economia do briquete e abordados

nos captulos anteriores. So discutidos e focados segmentos de custos, marco legal, meio

ambiente, competitividade do Brasil, assim como questes culturais do consumidor

3brasileiro de briquete. E com a finalidade de discutir e extrair-se um mximo de

informaes deste estudo para entrega ao mercado vido por esse tipo de contribuio.

Por se tratar de um tema qualitativo, diversificado e complexo, o fluxo dos estudos seguidos

ao longo da execuo deste trabalho, mostrado na Figura do APNDICE J.

O Captulo 5 um complemento sinttico para o futuro denominado Implicaes deste

estudo e Concluses Gerais

O problema bsico do Brasil neste setor que no existem, de forma suficiente,

informaes, estatsticas, tecnologias e economias da biomassa, dos descartes madeireiros e

nem do briquete de madeira.

A hiptese da Tese que a energia do briquete de madeira no Brasil pode substituir

parcialmente as energias fsseis da matriz energtica nacional, entre elas o petrleo, o

carvo mineral e o gs natural.

O objetivo geral da Tese investigar a tecnologia e a economia do briquete de madeira no

Brasil.

Os objetivos especficos so:

1 Investigar as caractersticas tecnolgicas da matria-prima, do briquete de madeira e do

processo industrial da briquetagem;

2 Investigar o comportamento do mercado e da economia do briquete de madeira, assim

como investigar o custeio gerencial do processo industrial de briquetagem; e

3 Estudar temas associados ao briquete como sejam analisar aspectos energticos

conjunturais, metodologias de investigao cientfica, aspectos culturais, ambientais, legais

e operacionais do briquete de madeira no Brasil.

4CAPTULO 1

1 ESTADO DA ARTE DA BRIQUETAGEM1.1 CONSIDERAES INICIAIS

Energia, economia e sustentabilidade so trs fatores fundamentais para a sobrevivncia da

humanidade. Neste sentido, Vinterback (2004) afirma que a implementao em larga

escala de peletes de madeira como combustvel biomssico representa uma mudana no

sistema energtico e ter positivas conseqncias econmicas e ambientais. Neste cenrio

de mudanas desde a revoluo industrial da Inglaterra a partir da segunda metade do

sculo XVIII, a energia humana foi substituda pela motriz a partir da combusto da lenha

e do carvo mineral e produo de vapor. Isto gerou enorme impacto sobre a estrutura da

sociedade, aliado a uma notvel evoluo tecnolgica e conseqente elevao do poder

aquisitivo, chegando com 92% da energia usada no mundo ocidental, derivada dos

combustveis fsseis como petrleo, carvo mineral e gs natural (Garrison; Noreen, 2001;

Goldemberg, 1998; International Energy Annual, 2005; 2007).

Conforme o UNITED STATES DEPARTMENT OF ENERGY (2006), a demanda de energia

no mundo vai crescer 71%, entre 2003 e 2030 a uma taxa mdia anual de 2% e onde o

petrleo e os combustveis fsseis continuam a suprir e dominar o mercado. Em 2003 a

demanda mundial de todos os tipos de energia foi de 421 x 10 15 BTU, em 2015 dever ser

de 563 x 10 15 BTU e em 2030, 722 x 10 15 BTU. Segundo o mesmo rgo, os pases ou

regies fora da OECD (Organization for Economic Cooperation and Development) vo

crescer mais que os pases desenvolvidos a uma taxa mdia de 3,7% a.a., entre eles China,

ndia, Amrica do Sul e Central, frica e Oriente Mdio. A estratificao em 2002 das

demandas por tipo de energia no mundo foram: petrleo (34,9%), carvo mineral (23,5%),

gs (21,2%), biomassa (10,9%), nuclear (6,8%), hidrulica (2,2%) e outros (0,5%) (BEN,

2007).

O aquecimento global causado pelo efeito estufa e produzido pelo excesso de carbono na

atmosfera devido queima dos combustveis fsseis, gerou nos ltimos 40 anos, uma

preocupao por alternativas energticas que atendessem demanda humana sem causar a

poluio e as mudanas climticas planetrias como as que esto ocorrendo (Gore, 2006).

O Relatrio da ONU produzido pelo Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC,

2007) apresenta um quadro preocupante do aumento da temperatura e efeito estufa

5provocado pelo excesso de carbono da atmosfera gerando aumento das taxas de

mortalidade em pases pobres. Neste contexto climtico e geopoltico, essencial lembrar

que a Amaznia latino-americana responde por 20% da produo de oxignio da Terra.

Em 2050, um bilho de asiticos enfrentar escassez de gua, desaparecimento de geleiras

e dos picos nevados, chuvas mais escassas, aumento de 4,5% de mortes causadas pelo

clima e elevao do nvel do mar. As previses para 2080 so mais preocupantes quando

entre 1,1 e 3,2 bilhes de habitantes da Terra estaro ameaados pela falta de gua. A

seriedade deste documento est amparado no fato de ser aprovado pelas Naes Unidas,

elaborado por 600 autores de fama mundial, envolvendo 40 pases, com 620 revisores

especializados dos governos e representado por 113 governos na sua elaborao (IPCC,

2007; Schiermeier, 2007).

H um consenso de que o meio ambiente est sendo poludo pelo ar, solo e guas de forma

crescente em todo o planeta, tendo surgido da uma conscincia global para a reduo da

poluio e pela sobrevivncia da humanidade (IPCC, 2007). Esta conscincia ambiental

gerou a necessidade da reduo do efeito estufa, a diminuio do consumo dos

combustveis fsseis e o uso mais intenso da bioenergia, como fez a Sucia ao decretar o

fim do uso do petrleo para o ano de 2020 (Persson, 2006).

As alternativas energticas cresceram com mais nfase a partir da segunda guerra mundial

em 1941 no s pelo aumento demogrfico, como pelo desenvolvimento tecnolgico no

mundo ocidental demandante em mais energia. Assim, aumentaram os estudos da energia

da biomassa, eltrica, elica, hidrulica, solar, atmica e do hidrognio entre outras. Da

mesma forma, h uma tendncia mundial para a descarbonizao da economia e para a co-

gerao eltrica com biomassa onde ela farta, de boa qualidade e de baixo preo

(Patusco, 2003, 2006; Lopes, 2000; Goldemberg, 1998).

A instabilidade poltica do cenrio mundial com as grandes reservas do petrleo sediadas

nos pases rabes, tm trazido preocupao estratgica para a manuteno do

desenvolvimento do mundo ocidental. Isto levou a se pensar seriamente em alternativas

energticas. Uma guerra no oriente mdio poderia levar ao colapso o mundo ocidental pela

falta de petrleo ou pelo seu elevado preo. Estrategistas mundiais tm como certo que

US$ 50 por barril seria um valor mximo que a demanda poderia suportar para manter o

6desenvolvimento mundial em um padro mnimo de crescimento (Persson, 2006). Como o

barril do petrleo atingiu a marca histrica de US$ 130 em maio de 2008, existe a

possibilidade da troca parcial da matriz energtica do petrleo pelas energias alternativas

entre elas, a biomassa (Light sweet crude oil, 2008).

Como fruto destes cenrios, a biomassa tem sido cogitada como uma das alternativas aos

combustveis fsseis pelas suas caractersticas ambientais, renovvel a cada plantio, de

baixo preo, farta e com um potencial de produo no limite das terras cultivveis que o

planeta oferece (Rossilo-Calle, 2004; Tabars, 2000; Goldemberg, 1998). Entre os tipos de

biomassa mais promissores e que tem maiores nveis de energia e baixo preo, esto os

ligno-celulsicos, oriundos de rvores nativas ou plantadas.

A Terra tem 186,73 milhes de ha com florestas plantadas sendo que o Brasil a stima

rea com 2,7% ou 5,2 milhes de ha basicamente Eucaliptus spp e Pinus sp. A China tem

(23,5%), ndia (17%), Rssia (9%), Estados Unidos (8,5%), Japo (5,6%) e Indonsia

(5,1%) (ABRAF, 2006). As toras oriundas destes reflorestamentos entre outros usos,

podem ser processadas em serrarias, gerando uma significativa quantidade de descartes.

Para toras de rvores plantadas ou nativas, considera-se que 50% da madeira serrada no

desdobro primrio so descartes ligno-celulsicos compostos por costaneiras, pontas,

retalhos, casca, p-de-serra e serragem, os quais so um descarte indesejvel pelas serrarias

e indstrias moveleiras. No desdobro secundrio da indstria moveleira chega-se a 70% e

da indstria de transformao da madeira como lpis, pode ser 90% a produo de

descartes em relao tora original. Estes descartes de alto poder energtico normalmente

so transformados em carvo, queimados, ficam nos ptios das serrarias, so lanados nos

rios ou podem servir como fonte de energia pela queima direta ou no (Alves, 2000).

1.2 BIOMASSA E BIOENERGIA

Biomassas so produtos vivos ou mortos e seus descartes de origem animal ou vegetal

(Goldemberg, 1998). So considerados biomassa para fins energticos: culturas e descartes

das lavouras, restos florestais, esterco de animais domsticos, esgotos urbanos, descartes

ligno-celulsicos, lixo domstico, formaes como turfa, descartes do consumo humano,

descartes de graxaria de matadouros, descartes madeireiros das indstrias ou descarte do

7consumo industrial como caixas, embalagens ou material de construo que seja

combustvel (Tripathi, 1998; Goldemberg, 1998).

A principal aplicao mundial da madeira o uso energtico, tanto plantada como nativa.

Dentro deste universo de produtos biomssicos, os descartes florestais, madeireiros ou

agrcolas possuem boas condies de combusto pelas suas caractersticas qumicas,

conforme a anlise elementar que mostra valores mdios de: 50,8% de carbono, 6,4% de

hidrognio e 41,8% de oxignio para madeiras no-resinosas. Para as resinosas tem-se:

52,9% de carbono, 6,3% de hidrognio e 39,7% de oxignio. A anlise macromolecular

mostra os seguintes valores mdios: teor de celulose de 40% a 45%, hemicelulose de 25%

a 30%, lignina de 25% a 35%, extrativos de 2% a 4% e cinzas com teores menores de 0,5%

(Brito; Cintra, 2004; Suarez; Luengo, 2003).

A biomassa vegetal resultado da fotossntese formando carboidrato, portanto produtos

com carbono e hidrognio. Num processo inverso, a combusto a dissociao deste

carboidrato, formando gua, dixido de carbono e energia. Assim, a combusto devolve

natureza, o carbono retirado pela fotossntese. Neste caso, desde que a queima da biomassa

seja associada ao plantio de novas rvores, o balano de carbono se fecha, ou seja, todo ele

liberado para a natureza pela combusto e seqestrado pelas rvores para a realizao da

fotossntese.

Estima-se que no Brasil so retirados todos anos de suas florestas nativas 24,5 milhes de

m3 de toras de madeira gerando 10,4 milhes de m3 em tbuas, laminados e compensados,

sendo o segundo maior produtor depois da Indonsia com 30 milhes de m3. O Estado do

Par destaca-se com 45% do total de madeira serrada equivalente a 6,2 milhes de rvores

e 51% de todas as serrarias do Brasil (IMAZON 2004). Alm disto, o Brasil tem uma rea

plantada de 5,2 milhes de ha com Pinus sp e Eucalyptus sp, destinados a indstria de

papel e celulose, madeira serrada e energia.

Calcula-se que a produo de descartes do desdobro primrio de toras seja de 50%,

variando em funo da espcie cortada, dimetro, eficincia da serraria, geometria da tora,

tamanho e formato da madeira serrada entre outros fatores. O descarte no processamento

madeireiro de toras em serrarias divide-se em: costaneiras 33,9%, aparas 50,4%, serragem

8e p-de-serra 15,7% (Pinheiro; Rendeiro; Pinho, 2004; Couto, 2004; Tonini; Antonio,

2004; Gomide, 1974; Dutra; Nascimento, 2006; Rodrigues, 2003; Ferreira et al, 2004).

O preo mdio FOB destes descartes posto na serraria estimado em US$ 6/t e com baixa

densidade a granel de 80 kg/m3 a 200 kg/m3. No entanto, trabalhando com briquete e

transportado a maiores distncias, o preo CIF colocado num cliente final chega a US$

140/t (Pereira, 2006).

Considera-se poder calorfico da madeira, a quantidade de calor desprendida durante a

combusto de uma unidade de massa, podendo ser Poder Calorfico Superior (PCS)

quando considera o calor de vaporizao da gua ocorrido durante este processo, ou

inferior (PCI) quando este vapor descontado. O Poder Calorfico til (PCU) aquele em

que deve ser descontado o calor de vaporizao da umidade e, desta forma, quanto mais

seca estiver a madeira maior ser a quantidade de calor disponvel para o uso (Crisp,

1999).

A quantidade de calor de um quilograma de material madeireiro pode variar em mdia de

3.500 a 5.000 kcal/kg ou 4,07 kWh/kg a 5,8 kWh/kg, ou 14,4 MJ/kg a 20,9 MJ/kg

(Quirino, 2002; Vale et al, 2007; Goldemberg, 1998). Quirino et al (2004) encontraram

para 258 espcies de madeiras brasileiras um Poder Calorfico Superior mdio de 4710

kcal/kg ou 19,72 MJ/kg.

Nos ltimos 37 anos, houve modificaes na matriz energtica brasileira pois conforme

BEN (2007), em 1970 foram consumidos 16,4% de petrleo, 71,4% de biomassa

constitudos por 64,2% de lenha e 7,2% de produtos da cana-de-acar. Em 2006, 30,21%

da energia primria do Brasil era constituda de biomassa, sendo 15,42% representada pela

cana-de-acar e 14,79%, pela lenha que era utilizada de forma direta (combusto) em

foges, fornalhas e caldeiras e, de forma indireta, em carvo, principalmente para guserias

(BEN, 2007).

Cada pas explora as suas potencialidades energticas biomssicas de forma diferente. A

Finlndia, pas frio e mido, tem grandes reservas e industrializao de turfa, a qual

transformada e briquetada para a produo de energia. No caso da ndia, que tem o maior

rebanho bovino do mundo que no abatido por ser um animal sagrado, tem no esterco

9seco, uma fonte de energia, o qual tambm briquetado para uso em foges domsticos.

(Hosier, 1987; US Energy and World Energy Statistics, 2005; Pereira, 2006; Crisp, 1999;

Tripathi, 1998; Hirsmark, 2002; Alakangas, 2002).

1.3 O BRIQUETE DE MADEIRA

Em 1848 foi concedida uma patente para William Easby nos Estados Unidos para um

mtodo de converso de carvo mido em torres slidos, atravs da presso. A

justificativa de Easby feita h 160 anos para a patente era de que um artigo de pequeno

valor, quase desprezvel, pode ser convertido em um artigo valioso como combustvel para

navios a vapor, forjas, culinria e outras finalidades economizando o que agora era perdido

(O processo de briquetagem, 2005).

Em Paris, 14 anos aps a patente de Easby, surgiu a palavra briquette como sendo uma

mistura de turfa, gua e argila plstica. Nas dcadas seguintes, o carvo mineral recebeu

no s adensamento dos componentes como temperatura para formar um combustvel

slido. Os briquetes que tinham aglomerantes eram denominados prats, feitos de carvo

betuminoso misturado com alcatro. Desta poca para c, a tecnologia do briquete de

madeira avanou lentamente transformando-se em um biocombustvel slido com apelo

ambiental (Brown coal as fuel, 2005).

Segundo Bezzon (1994), a compactao de descartes de madeira produz combustveis

slidos de excelente qualidade. Em alguns casos apresentam densidade, poder calorfico e

resistncia mecnica superiores lenha, alm de possurem baixa umidade.

Por outro lado, o briquete de madeira uma pea slida de serragem ou maravalha

comprimida com uma carga mdia de 6 tf a 8 tf, tenso de 90 kg/cm2 a 145 kg/cm2,

gerando uma temperatura de 170C a 270C na cmara de briquetagem para a

decomposio parcial da lignina (efeito termoplstico) (Rowell, 1987), teor de umidade

base mida de 5% a 15% sendo o timo 8%, com ou sem aglutinante, com uma densidade

entre 1,0 t/m3 a 1,5 t/m3, apresentado em peas cilndricas ou hexagonais de cerca de 70

mm a 100 mm de dimetro e comprimento de 10 cm a 40 cm.

um produto usado como combustvel em fornalhas, fornos e caldeiras das indstrias

tanto para gerao de calor como potncia. O briquete por ter rpida resposta de

10

temperatura e uniformidade de combusto, usado em panificadoras, pizzarias, olarias,

cermicas, churrascarias ou residncias para aquecimento domiciliar (Rowell, 1987;

Morais, 2007; Bezzon, 1994; Li; Liu, 2000; Paulrud, 2004; Svenningson, 1987; Tabars,

2000; Demirbas, 1999; Alakangas, 2002; Hirsmark, 2002; Zakrisson, 2002).

De forma segmentada e conforme Utilizao (2008), os mercados que demandam briquete

no Brasil so: abatedouros, cermicas, cerealistas, cervejarias, destilarias, distribuidores de

briquete, fecularias, hospitais, hotis/motis, indstria de balas, indstria de leo de soja,

indstria de papel, indstria de refrigerantes, laticnios, lavanderias, metalrgicas,

panificadoras, pizzarias, recauchutadoras, residncias e tinturarias.

Existem poucas diferenas entre briquete de madeira e pelete de madeira, exceto dimenso

e processo de fabricao. Segundo Dias (2002) o comprimento do briquete de at cinco

vezes o seu dimetro, enquanto que o dimetro do pelete varia de 4 mm a 10 mm. O

comprimento do briquete varia de 40 mm a 120 mm. Ainda segundo este autor, o pelete

mais produzido e usado em pases mais desenvolvidos onde existe automao e o briquete

para pases em desenvolvimento. Bezzon (1994) apresenta o briquete como pea cilndrica

com dimetro de 4 cm a 10 cm e comprimento de 10 cm a 40 cm. J o pelete teria dimetro

de 0,5 cm a 1,8 cm, comprimento at 4 cm e densidade entre 1000 kg/m3 a 1300 kg/m3.

Grover; Mishra (1996) distinguem pelete como aquele adensado com menos de 30 mm de

dimetro e o briquete, maior que este valor. Em geral, o processo de produo do pelete

por extruso contnua numa matriz de furos e o briquete com pisto mecnico de pulso. O

pelete mais usado na Europa para aquecimento domstico e no Brasil mais para uso em

fornalhas, fornos e lareiras (Pereira, 2006; Zakrisson, 2002).

Referindo-se aos produtos adensados energticos, Varela et al (1999) mostram que do

ponto de vista econmico e quanto reduo dos impactos ambientais relacionados

produo, transporte e uso de combustveis fsseis, mais vantajosa a utilizao de

descartes ligno-celulsicos em forma de briquete.

1.3.1 Propriedades energticas e de massa

Estudando vrios tipos de biomassa, Bezzon (1994) encontrou para briquetes de serragem,

valores mdios de 20,2 MJ/kg, densidade aparente de 1120 kg/m3 a 1080 kg/m3 e presses

de adensamento de 20 MPa. Este autor ainda registra que a temperatura da biomasa em

11

adensamento varia, como no caso de serragem, de 20,0 MJ/kg para 20,4 MJ/kg, medida

que a temperatura se eleva de 200C para 250C.

Por ter uma umidade entre 5% e 15%, comparado lenha domstica ou plantada na faixa

de 25%, o briquete tem um Poder Calorfico til maior, sendo assim mais competitivo

principalmente na poca de chuva, quando a lenha est molhada (Quirino, 2002).

Embora possa variar, a densidade a granel do briquete de 700 kg/m3, a lenha domstica

380 kg/m3 e a plantada de eucalipto 400 kg/m3. Como o comrcio feito por preo por

tonelada e o frete pago por metro cbico, quanto maior for a densidade a granel menor ser

o valor do frete. Desta forma, a caracterstica de concentrao energtica, assim como a

densidade a granel so fatores que favorecem a demanda de briquete, principalmente nas

distncias maiores de 100 km da fbrica (Pereira, 2006).

O Poder Calorfico Superior do briquete varia conforme o tipo de matria-prima ou outros

materiais usados na briquetagem. As serragens e maravalhas mais usadas no Estado de

Gois so de conferas como Pinus sp com PCS na faixa de 5200 kcal/kg e as madeiras

folhosas como maaranduba (Manilkara sp), na faixa de 4600 kcal/kg de PCS. Considera-

se uma mdia do PCS da madeiras de 4710 kcal/kg (Suarez; Luengo, 2003; Crisp, 1999;

Rowell, 1987; Quirino, 2002).

Um dos fatores que contribui para a desuniformidade do briquete a cor do produto, pois

pode variar do amarelo claro como do Pinus sp at ao marrom escuro da maaranduba.

Outro fator que torna o briquete de madeira vulnervel, a sua condio higroscpica que

provoca a rpida descompresso da massa slida em serragem, solta e original. Em funo

disto, os briquetes precisam estar armazenados em reas cobertas e livres da umidade ou

chuva, inclusive ensacados em 15 kg, 50 kg ou em big bags (Pereira, 2006).

A resistncia mecnica do briquete de madeira fundamental, pois sendo produto

comercializado internacionalmente por via rodoviria ou martima e em longas distncias,

sofre muita movimentao, manejo e transbordos da fbrica ao consumidor. Assim, esto

surgindo na Europa normas de resistncia mecnica ao tamboramento e compresso

lateral do briquete (Rocha, 2006; Alakangas, 2002; Hirsmark, 2002; Vinterback, 2000).

12

1.3.2 O processo industrial

De uma forma geral e conforme mostrado na Figura 1.1, o processo industrial do briquete

de madeira consiste na cominuio dos descartes madeireiros; uso ou produo de

serragem; peneiramento; exausto para resfriamento da matria prima; secagem da

serragem; briquetagem e resfriamento do briquete. Conforme o pas e seu clima, tipo de

matria-prima disponvel, tecnologia ou qualificao da mo-de-obra, tipo de mquinas de

adensamento e demandas do mercado, os processos industriais diferem, atendendo

economia e cultura de cada pas (Triphati, 1998; Quirino, 1991). O processo ponta-a-

ponta caracterizado pela entrada da serragem e sada do briquete pronto, esfriado,

embalado pronto para entrega ao cliente.

No Brasil, a briquetadeira a mquina mais importante do processo industrial pois ela

transforma a serragem em briquete pela ao de elevada presso. Isto gera aquecimento e

plastificao da lignina, tornando a massa solta da serragem numa pea slida cilndrica

com dimenso aproximada de 10 mm de dimetro por 300 mm de comprimento. Segundo

Svenningson (1987) a briquetagem feita por pisto mecnico melhor que a briquetagem

por extruso ou por parafuso.

Nos pases produtores de briquete e pelete como Sucia e Finlndia, a produo pode ser

de grande porte quando for 10 mil toneladas ms ou no Brasil por ser uma recente

atividade, de 1000 toneladas ms (Alakangas, 2002; Hirsmark, 2002; Zakrisson, 2002;

Pereira, 2006).

13

Figura 1.1- Imagens do fluxo industrial e comercial do briquete.

14

Figura 1.1- Imagens do fluxo industrial e comercial do briquete (cont).

15

1.4 ECONOMIA DO BRIQUETE

A economia considerada como a cincia da ao humana proposital para a obteno de

certos fins em um mundo condicionado pela escassez, ou ainda como a cincia que

consiste em estudos de fluxos e os meios de alocao de recursos para atingir determinados

fins, qualquer que seja a natureza deste fim (Mankiw, 1999; Pindyck; Ruberfield, 2006;

Varian, 2006). Para investigar o perfil do briquete e da briquetagem sob ponto de vista

econmico, esta Tese abordou a Contabilidade Gerencial e a Pesquisa Qualitativa de

Mercado associada ao SWOT Analysis.

Neste contexto mercadolgico, o briquete de madeira um antigo produto, sendo

produzido desde 1924 pelas Indstrias Ford Motor Company, na cidade de Kingsford,

Michigan, nos Estados Unidos, quando as carroarias dos automveis eram feitas de

madeira (The history of the city of Kingsford, 2005). Este resduo era reciclado para a

produo de briquete e vendido em sacos, como se faz atualmente, nos supermercados da

Europa. O registro da primeira briquetadeira brasileira da marca Hansa de pisto

mecnico a pulso, na dcada de 1940 e importada da Alemanha para uma indstria do

Estado de Santa Catarina (Grover; Mishra, 1996). A primeira briquetadeira fabricada no

Brasil de 1985 e fabricada pela empresa Biomax Indstria de Mquinas Ltda, da cidade

de So Leopoldo-RS.

Nos pases frios da Europa com at 30C negativos como Sucia, o pelete e o briquete so

mais usado para aquecimento domstico (Vinterback, 2006).

As empresas de servios alimentares vm usando o briquete cada vez mais intensamente

pela sua qualidade ambiental com reduzida produo de fumaa, fcil manuseio e

estocagem ou cheiro para os alimentos ou ambientes onde demandado. Em funo disto,

a Grande So Paulo com cerca de 15 milhes de habitantes o maior mercado do briquete

onde existem 3500 pizzarias, 5600 padarias com uma demanda estimada de 36.400

toneladas mensais (Couto, 2004).

A maior parte da demanda do briquete no Brasil feita pelas indstrias e agroindstrias

para uso em fornalhas para calor e caldeiras para vapor. Algumas serrarias principalmente

dos Estados do Par e do Mato Grosso que acumulam elevados volumes de serragem, esto

16

briquetando este material para uso prprio em fornalhas ou caldeiras, fazendo carvo ou

ainda vendendo este material ( Briquete, 2005; Biomassa e briquetes, 2007).

Sob o ponto de vista do comprador de briquete e em particular do caldeireiro que opera

fornalhas e caldeiras para gerao de vapor e co-gerao as qualidades, alm do menor

preo relativo do produto, so; a uniformidade de temperatura e presso de vapor, a rpida

elevao da temperatura atendendo aos vrios setores da indstria de forma adequada, a

reduo de mo-de-obra para descarga, transporte interno e abastecimento do briquete na

boca da fornalha, menor quebra das grelhas das caldeiras pelo menor impacto que causa

em relao lenha, assim como menor espao industrial para estoque do produto (Veiga,

2005; Jones, 1980; Pereira, 2006; Biomassa e briquetes, 2007; Briquetes, 2005).

Heinimo; Alakangas (2006) afirmam que o comrcio anual internacional finlands de

biocombustveis vale 72 PJ, e de onde 58 PJ so madeireiros e com um mercado crescente

para os prximos anos. Da mesma forma, o valor deste comrcio vale 90 milhes de

venda direta e 190 milhes de venda indireta. Estes autores ainda citam que 30% da

energia eltrica na Finlndia so gerados por termeltricas biomassa, entre elas turfa e

madeira.

Os pases nrdicos principalmente Sucia e Finlndia que no tm hidroeltricas so os

que renem maior know how de produo e comrcio em peletes e briquetes tanto de

madeira como de carvo entre outros biocombustveis slidos como turfa. Nestes pases

em funo do frio intenso, com menor radiao solar e lentido de gerao da biomassa em

relao ao Brasil, existem em funcionamento plantas de co-gerao eltrica movidas a

combustveis slidos biomssicos como briquete e pelete (Bridgwater, 2007; Hirsmark,

2002; European pellet centre, 2007; Vapo, 2006).

A Europa demanda por ano cerca de cinco milhes de toneladas de pelete e de briquete

num valor estimado de US$ 700 milhes, seja para gerao de energia industrial ou

aquecimento domstico (Vinterback, 2006). Neste cenrio europeu, a Sucia produz e

consome cerca de 1,4 milhes de toneladas equivalente a 28% da demanda europia,

seguido de outros pases produtores como Dinamarca com 0,35 milhes e ustria com

0,45 milhes de toneladas por ano. J nos Estados Unidos, a produo de cerca de 0,68

17

milhes de toneladas oriunda de 60 usinas de briquetagem e atendendo basicamente ao

mercado domstico (Russell, 2006).

No Brasil, a comercializao do briquete segundo Couto et al (2004) a partir de um estudo

feito no Esprito Santo, tem desafios a vencer como o alto preo do frete da matria-prima,

matria-prima heterognea, a concorrncia com a lenha e o carvo, elevados impostos,

ausncia de promoo do produto e necessidade de capital de giro. Em relao ao mercado

externo, os desafios so: grandes pedidos comerciais feitos s pequenas usinas de

briquetagem, a burocracia do governo e ao elevado custo para o capital de giro.

O briquete cotado mundialmente com preos variveis entre US$ 60/t e US$ 400/t em

funo da qualidade do produto, taxa de cmbio, competitividade, distncia vendedor-

cliente, distncia da matria-prima, barreiras alfandegrias e escala (Briquetes no Brasil,

2005; Biomassa e briquetes, 2007; European pellet centre, 2007). O mercado europeu est

se estruturando comercialmente para o livre comrcio de peletes e briquetes. Egger (2005)

apresenta um levantamento dos preos de mercado na Europa, sendo que os mais baixos

so da Repblica Tcheca e Polnia no valor de 110/t a 117/t e os mais altos so da

Dinamarca e Sucia 190/t a 210/t, entregue no cliente por caminho em lotes mnimos

de 3 t a 5 t. J na Espanha, os preos FOB (Free On Board) fbrica so de 54/t a 84/t e

os preos CIF de 180/t a 300/t (Tabars, 2000).

O fato do briquete ser considerado um produto ambiental, associado existncia de uma

preocupao mundial com o efeito estufa e suas conseqncias no clima, propicia uma

ascenso de energias limpas em relao s energias fsseis. Alm disto, o preo do

petrleo chegou ao preo histrico de US$ 110/barril em maro 2008 e US$ 130/barril em

maio de 2008, abrindo mercado para biomassas e briquete de madeira como alternativa

energtica (Persson, 2006; Gore, 2006; Light sweet crude oil, 2008; O preo do petrleo,

2008).

A normalizao para briquetes ainda incipiente, por isto, cada pas usa as prprias como

Sucia (Swedish Pellet Standard SS 18 71 20 e Swedish Briquette Standard SS 18 71 21),

Finlndia, ustria (ONORM M 1735) e Alemanha (DIN 51731/DIN plus). O Mercado

Comum Europeu criou o Comit Europeu de Normatizao (CEN/TS) esperando-se que

18

em 2008 estas normas estejam disponveis. Entre esses estudos, uma norma preliminar a

CEN/TC 355 que trata de biocombustveis slidos (Alakangas, 2002, 2006).

A Finlndia produtor e exportador de peletes e de briquetes de madeira, tendo crescido de

75 mil toneladas em 2001 para 192 mil toneladas em 2005 com preos constantes na faixa

de US$ 141/t ( 115/t). A Sucia, o primeiro produtor mundial, tem preos de US$ 163/t a

US$ 174/t para pedidos acima de 4 toneladas posto-cliente incluindo 25% de impostos

comerciais. Estes preos variam conforme atacado ou sacos vendidos no supermercado

para fins domsticos (European pellet centre, 2007). No mercado brasileiro de briquete

posto-cliente at 150 km distante da fbrica, o preo est na faixa de R$ 280/t (US$ 127/t)

a R$ 360/t (US$ 163/t) (Pereira, 2006; Biomassa e briquetes, 2007).

Conforme estudos preliminares realizados para este trabalho em 2005, 2006 e 2007, o

briquete de madeira no Brasil um produto emergente, pouco demandado e conhecido em

um mercado no-organizado, sem informaes oficiais ou classistas e disperso em um pas

de dimenses continentais (Pereira, 2006). As Tabelas 1.1a e 1.1b apresentam informaes

da histria e do mercado do briquete e da briquetagem no Brasil.

Tabela 1.1a Estimativa preliminar do mercado brasileiro de briquetes de madeiraItem Especificao

Primeira briquetadeira de pisto a presso a pulso,vendida como mquina economicamente vivel.

Em Berlin-Alemanha, ano de 1930,fabricada por Fred Haussmann

Primeira briquetadeira fabricada no Brasil 1985Nmero de briquetadeiras em pleno funcionamento noBrasil.

350

Nmero de usinas em funcionamento no Brasil. 60Matrias-primas mais usadas para briquetar Serragem, palha de arroz, casca de algodo

e bagao de cana.Uso dos briquetes no Brasil. 40% uso nas prprias empresas e 60% para

comercializao.Unidades da Federao mais importantes emindstrias de briquetagem, por ordem de importncia.

PR, SC, SP, MG, PA.

Razo da pequena exportao de briquetes O preo deve ser no mximo R$ 170 (US$77,3)/t, Ex Works (posto porta da fbrica).

Produo mensal e anual de briquetes no Brasil. 51,7 mil toneladas/ms e620 mil toneladas/ano

Produo mensal por Estados, em mil toneladas SP (10,5), MA (2,0), PA (1,5), CE (2,0),MG (2,0), MT (12,0), GO (0,7), PR (10,0),SC (10,0), RS (1,0)

Produo de peletes no Brasil. 10 peletizadoras sendo 9 de fabricaonacional e uma importada. Consumidoresde peletes so Japo e Europa.

Produo de 36 mil t/ms de briquetes feitos comdescartes agrcolas no-madeireiros. Produo mensaldos descartes em mil toneladas/ms

Bagao de cana= (15,0); casca de algodo=(5,0); farelo de algodo= (5,0); casca dearroz= (10,0); casca de caf= (1,0)

Preos mdios do Briquete, em R$ por tonelada. So Paulo 350 a 400 GO-280/300;MT eRO-120;PA-180;SC-250/280.

19

Fonte: Comunicao pessoal do Dr. Ewald Schmidt, Diretor Presidente da Biomax Indstriade Mquinas Ltda, sediada em So Leopoldo-RS, prestada em 22/10/2007 e complementadaem 26/12/2007 www.biomax.com.br e biomax@sinos.net.

Tabela 1.1b Estimativa preliminar do mercado brasileiro de briquetes de madeiraItem Especificao

Nmero de briquetadeiras em funcionamento no Brasil 340Nmero de usinas existentes no Brasil, muito oupouco operativas.

103 entre micros, pequenas e grandes emoperao de 500 kg/h a 1500 kg/h.

Matrias-primas mais usadas para briquetar. 70% madeira e 30% casca de algodo, caf,palha de arroz, p-de-fumo e bagao decana-de-acar.

Uso dos briquetes no Brasil. 80% para venda e 20% consumo prprio.Unidades da Federao mais importantes emindstrias de briquetagem, por ordem de importncia.

So Paulo, Paran, Mato Grosso, Par,Santa Catarina. Outros (RS, AP, AL, GO).

Razo da no-exportao de briquetes. 1 Importadores compram em mdia lotesde 10 mil ton. Empresas brasileiras no tmesta capacidade de produo.2 Exigncia do Certificado de Origem.3 Dlar americano com baixo valor nataxa de cmbio.

Nmero de novas usinas de briquete vendidas por ano. 10 usinas em 2006 e 8 at outubro de 2007.Grandes empresas de briquetagem no Brasil. 1 Bricarbrs-PR.

2 Alto da Glria-MT.3 Eucabrs-ES.

Preos mdios do Briquete, em R$(US$) por tonelada. Grande So Paulo 350 a 400 (159,1/181,8).Mato Grosso-Sinop 190 (86,4).Santa Catarina 280 a 300 (127,3 /136,4).

Destaque do Testemunho do Dr. Guideon. Existem usinas itinerantes que se fixam acada 10 anos em um lugar onde tenhaserragem abundante, de boa qualidade emenos mida. Depois migram.

Tecnologia dos secadores. 1 Muito baixa, em que muitos somodificaes de secadores de produtosagrcolas, que, por sua vez, no tm elevadatecnologia.2 Clientes no esto dispostos a pagarmais por um secador melhor, pois ocombustvel resduo de madeiraencontrado no prprio lugar.

Distncia mxima de entrega de briquete comercial. 600 km, entre Sinop-MT e Rondonpolis-MT.

Fonte: Comunicao pessoal do Dr. Guideon Lippel, Scio-Diretor das Indstrias Lippel Ltda,sediada em Agrolndia-SC e prestada em 09/11/2007.guideon@lippel.com.br e www.lippel.com.br.

Pereira (2006) informa que a lenha plantada ou a lenha catada so os maiores concorrentes

do briquete nas fornalhas de indstrias ou agroindstrias, onde o vapor se torna mais

necessrio. Outros concorrentes menos importantes existem como o GLP, energia eltrica,

carvo e leo combustvel, dependendo do preo, das distncias e das leis ambientais a que

esto sujeitos.

O preo do briquete e da matria-prima que pode ser serragem ou maravalha, esto

relacionados. A maravalha produz um briquete de qualidade superior e pode custar R$

20

24/m3 ou R$ 120/t e o briquete vendido posto-cliente no atacado a R$ 270/t. Esta

maravalha que vale 44,4% do preo do bom briquete j vem limpa da indstria moveleira

usuria de Pinus sp, tem baixo custo de produo, umidade entre 7% a 13% e dispensa

equipamentos como: cominuidor, peneira, secador e ciclone.

1.5 MEIO AMBIENTE E SOCIEDADE

Segundo Tonello (2006), 9% da populao economicamente ativa do Brasil trabalha no

setor florestal, e Silva (2001) afirma que o setor florestal gera 1,6 milhes de empregos

diretos e 5,6 milhes de empregos indiretos, alm de contribuir em forma sinrgica com as

reas de tecnologia, pesquisa e educao.

No existem dados precisos da importncia social e ambiental do briquete de madeira para

a sociedade, mas descartes incmodos e poluentes de serrarias e indstrias madeireiras

esto sendo transformados em produto ecolgico e de elevado valor como o briquete.

A entrada do briquete no mercado indiretamente reduz o desmatamento de florestas

nativas, e associado ao fato de que, segundo a ABRAF (2006) 85% das florestas plantados

respondem por todos os produtos de origem florestal reduzem a presso antrpica, gerando

resduos que podem ser utilizados na produo de briquetes.

Uma fbrica de briquete pode ter 21,5 empregos para cada mil toneladas mensais e um

salrio direto mdio de US$ 584 (Pereira, 2006). As cadeias produtivas relacionadas com

briquete envolvem comrcio atacadista, comrcio varejista, fbricas de mquinas e

equipamentos, empresas de servios como transporte, manuteno e consultoria, gerando

assim renda e empregos indiretos. Segundo O Ministrio do Meio Ambiente e na

classificao do Programa Nacional de Florestas (PNF), existem oito cadeias produtivas,

sendo: 1) lenha, energia e carvo, 2) madeira e rvores, 3) papel e celulose, 4) chapas e

compensados, 5) alimentos, 6) leos e resinas, 7) frmacos, 8) cosmticos, todos eles

gerando emprego, renda de forma direta e indireta (ABRAF, 2006).

Na sociedade europia em geral e na brasileira em particular, existe boa vontade para um

comportamento ambientalmente sadio. Muitas pessoas esto migrando das capitais

poludas e com elevados teores de substncias txicas no ar, na gua e no solo, para locais

21

de melhor qualidade. Esta conscincia ambiental existe e est ligada s mudanas do clima

na Terra (IPCC, 2007 e Gore, 2006).

Uma comprovao deste fato ambiental so os teores mximos possveis de substncias

qumicas poluentes encontradas nos briquetes e peletes de madeira nas normas europias.

A norma alem DIN 51731 / DIN plus, registra teores mximos de enxofre, nitrognio,

arsnico, cdmio, cromo, cobre, mercrio, chumbo e zinco. A norma sueca SS 18 71 20 e

SS 18 71 21, assim como a norma austraca ONORM M 7135, apresentam limites

mximos de nitrognio e cloretos (European pellet centre, 2007).

Assim, o que no passado era uma suspeita, hoje uma certeza de que o clima da Terra est

mudando, com uma instabilidade e chance de desastre global cada vez maior. Emanuel

(2005) afirma que o CO2 dos combustveis fsseis aquece o planeta, a gua superficial dos

oceanos gerando furaces e suas conseqncias na produo de alimentos. O furaco

Katrina por exemplo alcanou velocidades de 280 km/h e causou US$ 100 bilhes de

prejuzo.

Segundo o Balano Energtico Nacional (BEN, 2008), o Brasil ocupa um lugar

privilegiado como emissor de CO2 na atmosfera, com a produo de 1,8 t/habitante. O

mundo produz 4,22, os Estados Unidos 19,61 e o Japo 9,5 t/habitante.

De outro lado, a preocupao com a sobrevivncia da humanidade uma realidade hoje, o

que outrora fora uma especulao ambiental. Assim, o IPCC (Intergovernmental Panel on

Climate Change-United Nations) um documento anual estabelecido em 1998 por duas

organizaes da UN (United Nations), (IPCC, 2007), como sejam a World Meteorological

Organization (WMO) e a United Nations Environment Programme (UNEP) para avaliar o

risco das mudanas climticas provocada pelo homem e publicar relatrios especiais em

forma de tpicos para a UNFCCC (United Nations Framework Convention on Climate

Change). Este documento que foi ganhador do Premio Nobel da Paz em 2007, contm uma

sntese dos trabalhos cientficos a respeito do tema e sugestes para os lderes mundiais

com informaes e estimativas objetivas a respeito de: 1) mudanas climticas provocadas

pelo homem, 2) impactos nas mudanas climticas provocadas pelo homem, 3) alternativas

para ajuste e reduo destas mudanas climticas (vide APNDICE I).

22

As concluses mais importantes do WG1 (Working Group 1) foram publicadas em maro

de 2007 e so as seguintes:

1 O aquecimento global uma realidade.

2 Mais de 50% do aumento da temperatura mdia global desde a metade do sculo 20

esto prximos do aumento das concentraes dos gases estufa causado pelo homem.

3 As concentraes de dixido de carbono, metano e xidos do nitrognio na atmosfera

global tm aumentado como conseqncia da atividade humana desde 1750 e agora na era

industrial, mais que nos ltimos 650 mil anos de registros geolgicos.

4 O dixido de carbono gerado pelo homem no passado e do futuro continuar a

contribuir com o aquecimento global e a elevao do nvel dos oceanos.

5 As temperaturas mundiais podem aumentar entre 1,1C e 6,4C durante o sculo 21.

6 A probabilidade de que o aquecimento global seja provocado por causas naturais,

portanto no-antrpicas, de menos de 5%.

Estas afirmativas do IPCC (2007) devem ser aproveitadas neste estudo porque ratificam o

pressuposto assumido do briquete de madeira tendo uma combusto fechada no ciclo de

carbono e no provoca mudanas climticas em termos de elevao dos nveis do dixido

de carbono. Isto sugere que os lderes que planejam as polticas pblicas de energia do

Brasil e do mundo devem oferecer, sociedade, estmulo em forma de investimentos

industriais e comerciais para o desenvolvimento de energias renovveis e que favoream a

melhor qualidade de vida. Isso marca-se no caso vertente, do briquete de madeira.

A Figura 1.2 mostra uma evoluo estimativa de 250 anos da energia usada pela

humanidade (Nakicenovic; Grubler; Mc Donald, 1998), quando-em 1850-existiam dois

tipos de energia, sendo 12% de carvo e 88% de lenha. A projeo para 2100 mostra oito

tipos de energia, sendo carvo 2% e lenha 2%.

23

Figura 1.2 Fluxo de 1850 a 2100 da demanda em % de combustveis fsseis, biomassa eoutras energias. Fonte: Nakicenovic; Grubler; Mc Donald, 1998.

Ou seja, seis novos tipos de energia entraro no cenrio civilizatrio, entre elas a moderna

biomassa e dentro desta, os descartes ligno-celulsicos e o briquete de madeira. O destaque

desta projeo para 2100 que a energia solar seria a dominante.

1.6 REFERNCIAS

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CAPTULO 2

2 TECNOLOGIA EM UMA INDSTRIA DE BRIQUETE2.1 INTRODUO

O Brasil possui 60 indstrias de briquetagem entre pequenas, mdias e grandes com uma

produo mensal de 51,7 mil toneladas de briquetes comercializados e uma quantidade de

350 briquetadeiras mecnicas de pisto em funcionamento parcial ou total. Cerca de 70%

das indstrias de briquetagem trabalham independentes, compram descartes de terceiros,

industrializam este material e vendem briquetes para o mercado industrial ou de servios

como agroindstrias, padarias, pizzarias e restaurantes. (Pereira, 2006; Grover; Mishra,

1996; Biomassa e briquetes, 2007; O processo de briquetagem, 2005).

O tipo de briquetadeira mais usado no Brasil a prensa extrusora de pisto mecnico em

usinas concentradas na regio sul e norte. Das tecnologias de adensamento destaca-se a

compactao de descartes a pulso de pisto mecnico por compresso e a extruso com

rosca sem fim, tambm a altas presses (Nogueira et al, 2000; Tripathi, 1998; Biomassa e

briquetes, 2007; O processo de briquetagem, 2005).

Tripathi (1998), Alakangas (2002) e Hirsmark (2002) mostram que a industrializao de

briquetes em geral segue as etapas de secagem da matria-prima, cominuio,

peneiramento, adensamento e esfriamento do briquete. Por se tratar de indstria de energia

alternativa em franca expanso e considerando que so raros os trabalhos cientficos para

esta demanda tecnolgica, este trabalho foi desenvolvido com os seguintes objetivos:

1 Investigar as caractersticas mecnicas, qumicas, fsicas e energticas da matria

prima e do briquete de madeira,

2 Caracterizar os fluxos de massa em uma indstria de briquetagem,

3 Caracterizar os fluxos de energia em uma indstria de briquetagem,

4 Investigar o comportamento das variveis combinadas mais importantes, duas a duas,

de tecnologia nos ensaios de briquete.

30

2.2 REVISO DA LITERATURA

2.2.1 Caracterizao da matria-prima e do briquete

Na fabricao de briquete, as matrias-primas utilizadas podem ser: serragem, maravalha,

casca de arroz, palha de milho, sabugo, bagao de cana-de-acar, casca de algodo, caf

entre outros, obtendo-se briquetes com qualidade superior (Quirino, 1991). O dimetro do

briquete quando de madeira para queima em caldeiras, fornos e lareiras de 70 mm a 100

mm e com comprimento de 250 mm a 400 mm. Outras dimenses com dimetros de 28

mm a 65 mm so usadas em estufa, fogo de alimentao automtica, grelha e

churrasqueira. A biomassa adensada a presses de 100 MPa ou mais denominada

briquete quando tiver um dimetro maior que 30 mm. Produtos densificados como este de

dimenses menores so denominadas peletes (Alakangas, 2006; Grover; Mishra, 1996;

Biomassa e briquetes, 2007; Quirino, 2002, 1991; Pereira, 2006).

Embora variveis, os briquetes feitos no Brasil tem uma densidade aparente de 1,0 t/m3 a 1,4

t/m3, um Poder Calorfico Superior de 4300 kcal/kg a 4800 kcal/kg, uma umidade entre 8% a

10%, densidade a granel de 600 kg/m3 a 700kg/m3, teores de volteis de 81%, cinzas de

1,2% e carbono fixo de 18,8%. No Brasil, a serragem tem uma densidade a granel entre 100

kg/m3a 300 kg/m3, umidade de 15% a 55% base mida e cores que variam do amarelo claro

originria do Pinus sp seco at o marrom escuro da maaranduba mida. Na Sucia, o pelete

tem em mdia 4153 kcal/kg (4,83 kWh/t) (Obernberger; Thek, 2004; Alakangas, 2002, 2006;

Silva, 2001; Hirsmark, 2002; Grover; Mishra, 1996; Pereira, 2006; Briquetes no Brasil,

2005; Biomassa e briquetes, 2007; O processo de briquetagem, 2005).

Para reduzir os custos de produo e suavizar a briquetagem, podem ser includas outras

matrias-primas, como casca de algodo e bagao de cana-de-acar em porcentagens

variveis de 10% a 25%. Estes produtos, conforme o teor de slica, podem favorecer a

briquetagem, gerando menor atrito na briquetadeira dando-lhe maior vida til (Pereira, 2006).

2.2.2 O processo industrial e energia

A densificao pela briquetagem consiste na compactao a elevadas presses, provocando

aumento da temperatura da serragem at acima de 250 C. A lignina da madeira sendo um

polmero termoplstico comea a escoar a partir de 170C atuando como aglomerante das

partculas da madeira (Rowell, 1987). Paulrud (2004), afirma que em conseqncia das

elevadas presses do processo, a lignina entra em processo de escoamento entre 80C e

31

200C, dependendo do tipo de material ligno-celulsico. Depois de resfriado, promove a

colagem entre as partculas adensadas. Segundo Shiraishi (2003), a lignina de madeira seca

tem o ponto trmico de amolecimento ou plastificao em 260C. Segundo Bartkowiak

(2004), a lignina degrada-se entre 250C e 500C. A lignina solidificada na superfcie faz

que o briquete resista umidade, justificando a no-utilizao de produtos aglomerantes

como cola, resina, cera ou amido. A briquetagem reduz custo de transporte, aumenta a

capacidade de armazenamento e melhora as propriedades de combusto. Da mesma forma,

a converso de biomateriais em adensamento influenciada pelas propriedades fsicas

como teor de umidade, granulometria, densidade a granel e parmetros operacionais como

tamanho da peletizadora/b