Produção de carvão vegetal: desafios e oportunidades

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Produção de carvão vegetal: desafios e oportunidades

por Jehan Serafim de Albuquerque

11 de abril de 2019

Produção de carvão vegetal: desafios e oportunidades

O Brasil é o maior produtor mundial de carvão vegetal, chegando à marca de mais de 5,2 milhões de toneladas produzidas e consumidas no ano de 2017, segundo Balanço Energético Nacional 2018

O Brasil é o maior produtor mundial de carvão vegetal, chegando à marca de mais de 5,2 milhões de toneladas produzidas e consumidas no ano de 2017, segundo Balanço Energético Nacional 2018. O carvão vegetal representa 8% de toda a matriz energética do país.

Dentre os principais consumidores de carvão vegetal no país, destaca-se a indústria siderúrgica, que consome mais de 90% de toda a produção nacional. E é neste ponto que identificamos os grandes desafios e oportunidades do setor. Segundo o Centro de Gestão e Estudos Estratégicos (CGEE), mesmo sendo o segmento que mais consome carvão vegetal no Brasil, este consumo representou cerca de 35% da demanda do segmento na última década. Os outros 65% foram supridos por outras fontes de energia, como o carvão mineral e coque.

Avaliando de forma rápida, pode-se citar três principais motivos para que a indústria siderúrgica ainda consuma mais carvão mineral do que carvão vegetal: oferta, custo-benefício e qualidade (potencial energético). Em resumo, é preciso aumentar a produção, reduzir os custos operacionais e aprimorar a qualidade do produto. Tudo isso de forma sustentável e respeitando todas as leis e normas de preservação ambiental.

A evolução e maturação do mercado brasileiro, juntamente com uma maior fiscalização das condições de trabalho, tem feito com que a produção de carvão vegetal, até então considerada uma atividade marginal, entre numa rota desenvolvimento que ficou adormecida durante décadas. O carvão, como matéria-prima, é um produto de baixo valor agregado. As empresas têm percebido que produzir carvão dentro de padrões de qualidade e segurança é uma tarefa cara.

O rendimento madeira/carvão é baixo e o preço do m³ ou tonelada no mercado está sempre flertando com o inviável. O custo é altamente sensível a qualquer investimento, qualquer melhoria ou adequação tende a fazer o preço do produto final oscilar para cima. Aí entra a questão do planejamento, execução, controle, melhorias, que podem reduzir o custo do produto e torná-lo mais competitivo em relação aos seus concorrentes diretos.

Para atender aos pontos citados torna-se necessário atuar em toda a cadeia produtiva, desde a qualidade da madeira utilizada como matéria-prima na produção de carvão, até o escoamento da produção, passando por todo o processo produtivo.

Madeira de qualidade e sob medida

Atualmente, mais de 80% da madeira utilizada na produção de carvão vegetal vem de florestas plantadas, o que é um ponto muito positivo, pois diminui a pressão sobre as florestas nativas e permite realizar ações para potencializar a qualidade da madeira. Dentre essas ações destaca-se o melhoramento genético dos clones que serão plantados.

Com o melhoramento genético, busca-se criar clones mais produtivos, ou seja, com maior rendimento gravimétrico, maior resistência mecânica, maior potencial energético etc. Para melhorar essas características de qualidade do carvão, destacam-se as seguintes características da madeira que podem ser controladas e aprimoradas com o melhoramento genético: maior densidade básica da madeira, maior teor de lignina, maior índice de cristalinidade da celulose e menor proporção cerne/alburno.

O desenvolvimento de clones específicos para produtos específicos é um objetivo que precisa ser seguido incansavelmente. Por anos, a indústria utilizou clones disponíveis no mercado, pelo simples fato de que tinham alta produtividade. Porém, eram clones desenvolvidos pela indústria de celulose e papel, cuja característica da madeira demandada é diferente da madeira usada pelo setor carvoeiro, moveleiro etc. O refinamento do processo tem exigido clones com características específicas para atender fins específicos.

Disponibilidade da madeira e abastecimento das plantas de carbonização

Outro ponto importante é garantir a disponibilidade de madeira com tempo de secagem ideal nas plantas de carbonização. Um tempo de secagem baixo acarreta uma madeira com alto teor de umidade. Madeira com essa característica representa um dos grandes entraves para a produção do carvão, impactando diretamente no tempo de carbonização/resfriamento, rendimento gravimétrico e qualidade do carvão.

Neste cenário, é importante existir um planejamento de transporte da madeira integrado com a colheita. Sendo assim, um sistema de estoque integrado entre campo e pátio, com total rastreabilidade da madeira e com uma projeção de consumo das plantas, facilita muito essa tarefa. Por meio da projeção de consumos de cada planta de carbonização e os estoques atualizados de pátio, campo e florestas em ponto de corte, é possível confrontar essas informações e gerar um planejamento de corte e transporte muito mais assertivo, minimizando assim a ociosidade dos fornos por falta de madeira para carbonizar.

Gestão, acompanhamento e otimização do processo produtivo

Contudo, não adianta investir somente na qualidade da madeira e no planejamento de abastecimento das plantas, pois para se obter alta produtividade na produção de carvão vegetal deve-se buscar constantemente aprimorar o processo produtivo, uma vez que as falhas e as más práticas no processo são os grandes vilões da produtividade neste segmento.

Dentre as inúmeras ações a serem tomadas destacam-se a melhora no acompanhamento da carbonização. Ainda é comum encontrar, principalmente em pequenos produtores (mas também em médios/grandes), métodos rudimentares e empíricos, por exemplo, a observação da coloração e cheiro da fumaça para determinar as ações a serem tomadas no processo (abertura ou vedação das entradas de oxigênio).

Para aprimorar o controle da carbonização, os pequenos produtores podem implementar o controle manual de pirometria. Já os grandes produtores, um sistema supervisório com automação dos fornos (com controle automático de entrada de oxigênio), que depende também da estrutura e metodologia disponíveis para a produção de carvão.

Tempo de resfriamento dos fornos

Um grande desafio do processo de produção de carvão vegetal é a diminuição do tempo de resfriamento dos fornos, pois esta é a fase mais longa do ciclo de produção de carvão vegetal, chegando a representar 65% do tempo total do processo.

Atualmente várias empresas do segmento estão investindo em pesquisa e desenvolvimento de soluções para a diminuição do tempo de resfriamento dos fornos, inclusive algumas já tiveram ótimos resultados com “trocadores de calor” em fornos retangulares, mas essa ainda é uma área de estudo com grandes oportunidades. Mesmo para plantas de carbonização de grande porte, implementar sistemas de diminuição do tempo de resfriamento (como trocadores de calor, por exemplo), ainda é relativamente caro, uma vez que a maiorias das plantas de carbonização existentes atualmente não dispõem de grande infraestrutura tecnológica, inclusive muitas delas sem nem mesmo energia elétrica.

Otimizar custos para eliminação dos gases de efeito estufa

Entrando um pouco mais a fundo na questão ambiental, outro desafio do segmento é a eliminação dos gases emitidos no processo de carbonização.

Atualmente a forma mais utilizada é o queimador de gases, uma grande fornalha conectada aos fornos com o objetivo que “queimar” a fumaça liberada no processo, eliminando grande parte dos gases gerados na carbonização da madeira e liberando, em sua maioria, gás carbônico e vapor de água.

Porém, a implementação desses queimadores de fumaça aumenta consideravelmente o custo dos fornos e muitas vezes isso se torna um fator decisivo na decisão de sua implementação.

Sendo assim, várias alternativas para viabilização dos custos de eliminação dos gases vêm sendo estudadas, dentre elas o reaproveitamento dos gases para a geração de energia elétrica, que é uma alternativa que vem sendo amplamente pesquisada, com empresas apresentando bons resultados para o processo.

Gerenciar licenças ambientais

Ainda na questão ambiental, outro grande desafio é controlar as licenças ambientas necessárias para a extração da madeira e produção/comercialização do carvão vegetal. Neste caso, um sistema de informação integrado com o cadastro florestal da empresa é o mais indicado para auxiliar nessa tarefa.

Rastreabilidade

Determinar a origem da madeira (talhão, espécie, certificações, licenças e características da madeira) de estoque de carvão é extremamente importante, porém, pode ser uma tarefa bem complicada quando se utiliza madeira de vários talhões em um mesmo intervalo de tempo, ou quando há estoques antigos de carvão ou mesmo quando realiza-se movimentações internas de estoque.

Muitas empresas identificam a origem da madeira de forma estimada, utilizando como único critério o período em que o carvão foi produzido. Mas isso pode trazer complicações, uma vez que pode haver estoques de madeira nos boxes de talhões diferentes e até mesmo dois ou mais talhões diferentes no mesmo box.

A forma ideal para garantir a rastreabilidade da produção é ter um sistema de gestão integrado, onde seja fácil e rápido gerar consultas específicas de qualquer etapa do processo, sendo possível segregar a origem do material utilizado, seja madeira própria ou de terceiros.

Escoamento da produção

Existem vários desafios no escoamento da produção, com destaque para três:

  • Requisitos legais: são os requisitos de certificação da madeira e legislação ambiental que precisam ser atendidos antes que a produção possa ser vendida ou mesmo transferida.
  • Requisitos Fiscais: são os requisitos para emissão das notas ficais de movimentação de material (sejam elas de venda, transferência, doação etc.).
  • Controle de saída de estoque: neste aspecto, a dificuldade está em determinar de forma assertiva qual é o volume/peso que está sendo expedido, pois hoje em dia boa parte das plantas de carbonização espalhadas pelo país não possui balanças rodoviárias e o volume/peso expedido é obtido de forma estimada (através de cubagem dos caminhões, por exemplo). Somente quando a carga chega ao destino final é que o volume/peso é determinado de forma mais concreta, o que exige ações para ajustar os estoques das plantas e até mesmo a emissão de novos documentos fiscais.

Consolidação dos dados operacionais e gerenciais para geração de indicadores de desempenho

Não se pode falar em otimização de processo sem falar em indicadores de desempenho. Quando se fala de produção de carvão vegetal, as empresas se deparam com um imenso desafio, que é conseguir consolidar essas informações em tempo hábil para tomada de decisões. Isso se deve ao fato de que mesmo dentro de uma única empresa pode haver produção extremamente pulverizada, uma vez que as plantas de carbonização normalmente estão geograficamente espalhadas, além de muitas delas não terem o mínimo de infraestrutura.

Este cenário proporciona ótimas oportunidades de desenvolvimento de sistemas móveis, que facilitem a coleta e a consolidação dos dados operacionais, e de sistemas integrados com base de dados unificada para todas as plantas de carbonização da empresa.

Conclusão

Conclui-se que a produção de carvão vegetal é um segmento consolidado no mercado e que cresce a cada ano, mas que ainda possui grandes desafios e oportunidades. Com o investimento correto, pode gerar ótimos resultados.

Dentre as principais oportunidades destacam-se: o Melhoramento Genético; Planejamento Integrado; Pesquisa e Inovação Tecnológica de Fornos; Melhorias de Processo; Sistema de Informação Integrado, Sistema Móvel de Coleta de Dados; Sistemas Autônomos.

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2019-04-18T13:10:51-03:00

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