INVENTÁRIO DE CICLO DE VIDA DAS EMISSÕES DECO2 DO PNEU INSERVÍVEL COMO COMBUSTÍVEL EMFORNOS DE CIMENTEIRAS

 

 

MARINA SANTA ROSA ROCHAUniversidade Federal do Rio de Janeiromarinasrr@poli.ufrj.br RAFAEL FREITAS FUNCIA LEMMEUniversidade Federal do Rio de janeirorafaellemme@poli.ufrj.br MARCIO DE ALMEIDA D''AGOSTOCOPPE/UFRJdagosto@pet.coppe.ufrj.br 

 

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INVENTÁRIO DE CICLO DE VIDA DAS EMISSÕES DE CO2 DO PNEU

INSERVÍVEL COMO COMBUSTÍVEL EM FORNOS DE CIMENTEIRAS

1. INTRODUÇÃO

O pneu é um elemento chave para o desenvolvimento da sociedade moderna (Souza &

D’Agosto, 2013). No entanto, ele possui uma vida útil limitada, tornando-se, após

determinado período de uso, inservível para desempenhar com qualidade e segurança suas

funções.

A destinação incorreta deste resíduo impacta negativamente tanto o meio ambiente

quando a saúde humana. Estes impactos estão em geral relacionados à capacidade de acúmulo

de água dentro de pneus inservíveis, sendo fonte de proliferação de vetores de doenças, e ao

alto poder calorífico deste resíduo, o que pode ocasionar grandes incêndios, com a liberação

de muitos poluentes (Rodrigues Jorge et al., 2004 apud Motta, 2008; Cimino & Zanta, 2005).

Estados membros da União Europeia foram proibidos de depositar pneus inteiros em

aterros sanitários desde 2003 e pneus picados depois de 2006, com exceção de pneus de

bicicleta ou com diâmetro externo maior que 1.400 mm (Sienkiewicz, Kucinska-Lipka, Janik,

& Balas, 2012). No Brasil, a Resolução CONAMA 258 de 1999 proibiu a destinação final de

pneus inservíveis em aterros sanitários e determinou a obrigatoriedade de coleta e destinação

final adequada por parte de fabricantes e importadores de pneumáticos para uso em

automóveis e bicicletas (Ministério do Meio Ambiente [MMA], 1999). Percebe-se, portanto, a

necessidade da reinserção do pneu inservível em novos ciclos produtivos.

De acordo com a European Tyre and Rubber Manufacturers’ Association ([ETRMA],

2011), na Europa (UE27, Noruega e Suíça), a principal forma de disposição final adotada é o

coprocessamento em fornos de cimenteiras, representando 42,5% dos pneus inservíveis

gerados em 2010. Já no Brasil, segundo Lagarinhos e Tenório (2008), o coprocessamento é a

segunda forma de destinação adequada mais utilizada, tendo recebido 35,7% dos pneus

inservíveis gerados em 2006. Esta alternativa pode ser interessante do ponto de vista

ambiental, por reduzir o acúmulo de resíduos.

No entanto, é necessário fazer uma análise sistêmica, avaliando outros aspectos em todo

seu ciclo de vida, para determinar se uma alternativa produtiva é ambientalmente adequada. A

Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) pode ser uma boa ferramenta, uma vez que estuda os

aspectos ambientais e os impactos potenciais ao longo da vida de um produto (do “berço ao

túmulo”) (Associação Brasileira de Normas Técnicas [ABNT], 2001). Algumas vezes se

observa o emprego parcial desta técnica, obtendo-se um Inventário de Ciclo de Vida (ICV).

Em ambas, os aspectos ambientais a serem avaliados devem estar relacionados aos principais

impactos do processo estudado, assim como às demandas da sociedade.

Um dos impactos ambientais mais relevantes na atualidade refere-se ao aumento da

temperatura da Terra. Essa tendência pode ter correlação com atividades antrópicas,

principalmente o uso de combustíveis fósseis, mudanças no uso da terra e agricultura (Bolin,

Houghton, Meira Filho, Watson, Zinyowera, Bruce, et al., 1995), contribuindo para o

agravamento do fenômeno conhecido como efeito estufa. Apenas a indústria do cimento

responde, em todo o mundo, por aproximadamente 5% do total de CO2, um dos gases que

contribue com o efeito estufa (Sindicato Nacional da Indústria do Cimento [SNIC], 2008). No

Brasil, o Segundo Inventário Nacional de Gases de Efeito Estufa classificou a participação do

setor como 2,9% do total das emissões nacionais (Ministério da Ciência e Tecnologia [MCT],

2010a).

O objetivo principal desta pesquisa foi aplicar a técnica de ICV a fim de analisar o

coprocessamento como disposição final dos pneus inservíveis no Brasil, sob a ótica das

emissões de CO2. Ademais, determinou-se, sob o aspecto das emissões de CO2, qual

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combustível seria o mais adequado para o uso nos fornos de clínquer, o pneu inservível ou o

coque de petróleo.

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

O cimento é constituído de um pó fino, de tamanho aproximado de 50 μm, resultante de

uma mistura formada pelo clínquer (96%) e outras substâncias, tais como gesso (4%) e

escórias de silício (Monteiro & Mainier, 2008). Em escala mundial, aproximadamente 90%

das emissões de CO2 oriundas da fabricação de cimento ocorrem durante a produção de

clínquer, seja na calcinação/descarbonatação da matéria-prima, seja com a queima de

combustíveis no interior do forno. A parcela restante resulta do transporte de matérias-primas

e das emissões pelo consumo de energia elétrica na fábrica (MCT, 2010b). Mesmo com altos

níveis de eficiência na queima de combustíveis, ainda existe espaço para a exploração de

novas soluções ambientalmente adequadas neste aspecto, como, por exemplo, o uso de fontes

alternativas de energia nos fornos de clínquer. Isto é possível pelo coprocessamento de

resíduos (como pneus, óleos usados, plásticos, tintas etc.) e/ou pelo uso de biomassa (moinha

de carvão vegetal, casca de arroz, bagaço de cana etc.), que substituem parcialmente

combustíveis fósseis tradicionais (como o coque de petróleo e o carvão mineral), contribuindo

para uma menor emissão líquida de CO2 no processo (SNIC, 2008).

O coprocessamento de pneus inservíveis em fornos de cimenteira é uma opção

interessante na medida em que o aço e outros produtos de combustão são absorvidos pelo

processo, devido à temperatura extremamente elevada do forno. Além disso, o uso de pneus

em fornos de cimenteira não produz qualquer efeito negativo sobre a qualidade do clínquer

(Silvestraviciute & Karaliunaite, 2006).

De maneira geral, existem duas formas de utilização desses pneus: 1) pneus picados

colocados diretamente na zona de queima do forno e 2) pneus inteiros introduzidos na zona de

calcinação.. O pneu picado mostra-se mais adequado na medida em que seu poder calorífico é

mais alto, por conter menos nylon, talão e cinta (Pipilikaki, Katsioti, Papageorgiou, Fragoulis,

Chaniotakis, 2005). Ademais, o uso de pneus inteiros requer, normalmente, modificações

mais onerosas, tanto no manuseio como na alimentação do forno, enquanto o uso de pneus

picados requer apenas um pré-tratamento (Lagarinhos, 2004).

Para que ocorra o coprocessamento de pneus inservíveis em fornos de cimenteiras não é

suficiente ter uma planta industrial adaptada para recebê-los como combustível. É preciso

uma cadeia logística reversa bem delimitada, de modo a supri-los para a indústria. A

estruturação da cadeia logística do pneu inservível é complexa, já que ele se encontra de

forma dispersa, em diversos geradores, devendo passar por destinos intermediários para

chegar ao seu destino final (Souza e D’Agosto, 2013).

Pode-se observar em todo o mundo uma evolução da regulamentação acerca da coleta e

destinação de pneus inservíveis. Isto tem contribuído para o surgimento de iniciativas de

gerenciamento da cadeia logística reversa. No Brasil foi instituído o sistema de

responsabilidade do produtor e importador (MMA, 2009).

Neste sentido, Souza e D’Agosto (2013) propuseram um modelo conceitual para a

cadeia logística reversa do pneu inservível que considera como geradores de pneus usados os

revendedores de pneu, empresa de manutenção ou sucateiros. Em seguida, o pneu é

encaminhado para um depósito, onde serão separados entre aqueles que ainda podem ser

reformados e os inservíveis. Depois desta etapa os pneus inservíveis são encaminhados para

uma unidade de trituração para só depois serem enviados ao seu destino final.

Assim, é preciso delimitar a cadeia logística reversa deste resíduo, considerando os

fornos de cimenteira como destino final, para que se possa traçar o perfil de emissões de CO2

relativo a este ciclo de vida. Para tal, o item a seguir apresenta a metodologia de ICV utilizada

neste trabalho.

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3. METODOLOGIA

Para que se tenha uma visão sistêmica dos impactos ambientais provocados por

determinados métodos produtivos é recomendável a realização de uma ACV. Esta técnica é

normatizada internacionalmente pela ISO 14.040, que já possui similar nacional, a NBR ISO

14.040 (ABNT, 2001). A ACV possui quatro etapas: objetivo e escopo, análise de inventário,

avaliação de impactos e interpretação de resultados.

Na prática, é comum a aplicação da ACV de forma parcial, optando-se pela realização

de um Inventário de Ciclo de Vida (ICV). Um ICV é composto pelas duas primeiras etapas de

uma ACV: definição de objetivo e escopo e análise do inventário. Usualmente, esta técnica é

utilizada para analisar as cadeias de produção e consumo, desde a extração de recursos até a

disposição final do resíduo associado.

A partir disso, mostrou-se adequada a realização de um Inventário de Ciclo de Vida do

pneu inservível tendo como destino final a queima em fornos de clínquer. Para fins de

comparação, também foi realizado um ICV do coque de petróleo utilizado para queima em

cimenteiras. Para estas análises, foi utilizado o procedimento proposto por D'Agosto e Ribeiro

(2009), que considera 4 fases para analisar os inputs e os aspectos ambientais do ciclo de vida

de um produto.

A Fase 1 consiste na definição do escopo do trabalho, podendo ser dividida em duas

etapas: definição da abrangência e das dimensões. Em seguida, deve-se realizar a coleta de

dados, sendo esta a Fase 2 (Análise do Inventário). Na Fase 3 é realizada a avaliação da

qualidade dos dados do ICV. Por fim, realiza-se a comparação dos resultados obtidos (Fase

4).

A delimitação dos ciclos de vida para aplicação do procedimento de ICV foi feita

através de um estudo de caso da unidade de Cantagalo da Lafarge Brasil S.A. A partir de

relatórios técnicos e corporativos, bem como de entrevistas semi-direcionadas com

funcionários da Lafarge Brasil S.A., da Vale S.A. e da Atômica Logística, foram delimitados

os ciclos de vida do pneu inservível e do coque de petróleo que abastecem o forno desta

unidade.

Para o cálculo das emissões de CO2 em cada etapa dos ciclos de vida, foram utilizadas

metodologias diversas, de acordo com as particularidades de cada processo. Foram

priorizados os dados mais próximos possíveis da realidade estudada, seguido por dados

consolidados internacionalmente e dados estimados. Dessa forma, foi possível comparar as

emissões de CO2 ao longo do ciclo de vida dos dois combustíveis estudados.

4. RESULTADOS

Para aplicação da metodologia proposta, é necessário que se defina em detalhes os

ciclos de vida em estudo. Desta forma, o estudo de caso, é descrito na seção 4.1. No item 4.2 é

aplicado o procedimento para realização do ICV. Neste item, os ciclos de vida do pneu

inservível e do coque de petróleo são descritos em detalhes, assim como o cálculo realizado

para estimativa das emissões de CO2.

4.1. Estudo de Caso

O estudo de caso escolhido para este trabalho compreende a fábrica de cimento da

Lafarge Brasil S.A., localizada na cidade de Cantagalo, no estado do Rio de Janeiro. Segundo

levantamento feito por Souza (2011), a região abriga outras fábricas de cimento de grande

porte, sendo o trabalho, portanto, aderente a diferentes realidades.

A Lafarge é um grupo multinacional, presente em 64 países, sendo a maior empresa

ocidental em termos de produção de cimento (Pinho & Faria, 2012). Já no Brasil, esta

empresa ocupa a sexta posição em termos de produção (SNIC, 2013) e é responsável por

diversas marcas de produtos.

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A cadeia logística reversa praticada por esta unidade da Lafarge Brasil S.A. considera o

pneu inservível coletado pela RECICLANIP (instituição sem fins lucrativos para o

gerenciamento de pneus inservíveis, vinculada à Associação Nacional da Indústria de

Pneumáticos) e vindo de fontes aleat e direcionado para a CBL (empresa que realiza a

trituração deste resíduo) localizada no município de Nova Iguaçu, Rio de Janeiro. Já a cadeia

logística do coque considera a produção deste subproduto do petróleo nos EUA, sendo

exportado por portos do Golfo do México e importado pelo porto de Praia Mole, em Vitória,

no estado do Espírito Santo. O destino final dos dois insumos é o forno de clínquer da

cimenteira localizada em Cantagalo.

4.2. Aplicação da Metodologia de ICV

Para alcançar o objetivo estipulado foi necessário definir o escopo da análise, devendo

ser determinadas a abrangência, a partir dos limites geográficos, temporais e tecnológicos, e

as dimensões do estudo (comprimento, profundidade e largura).

No que se refere à abrangência temporal, geográfica e tecnológica que se pretende dar à

análise de cada alternativa, é prática que esta se limite ao estudo de uma região específica, no

momento presente, quando se dispõe de tecnologia representativa desta situação (D'Agosto e

Ribeiro, 2009). Como as tecnologias de processamento, transporte e produção tanto do coque

quanto do pneu inservível não sofreram muitas alterações recentemente, foram considerados

dados produzidos nos últimos 20 anos. Isto define tanto os limites temporais quanto

tecnológicos do trabalho. A abrangência geográfica foi delimitada pelo próprio estudo de

caso.

As dimensões do estudo envolvem a definição da largura, profundidade e comprimento

que se pretende dar ao Inventário de Ciclo de Vida. O comprimento definido para o ciclo de

vida de ambos os produtos foi do “berço ao túmulo”. É recomendável que se defina uma

estrutura modular, considerando três níveis de detalhamento para o comprimento: macro,

meso e micro estágios. Por meio desta abordagem, pode se realizar refinamentos sucessivos à

medida que se disponha de um maior detalhamento dos estágios e dos processos (D'Agosto &

Ribeiro, 2009).

Assim, os níveis de detalhamento adotados neste estudo podem ser vistos na Figura 1.

As comparações entre os ciclos de vida do coque e do pneu inservível foram realizadas no

meso-estágio, uma vez que os processos do micro-estágio são específicos para cada um. A

largura definida foi de nível 2, pois foram computadas as emissões de CO2 decorrentes

diretamente do uso de energia no processo estudado e as relacionadas à produção da fonte de

energia utilizada no processo. Refinamentos podem ser obtidos considerando-se o nível 3

(insumos e cargas ambientais para produção dos insumos de nível 2 e bens de capital)

(D'Agosto e Ribeiro, 2009). Já em relação à profundidade, o escopo foi limitado à análise de

emissões do CO2. Este gás foi escolhido por ser o principal contribuinte para a acentuação do

efeito estufa na Terra (Bolin, Houghton, Meira Filho, Watson, Zinyowera, Bruce, et al., 1995).

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Figura 1: Níveis de detalhamento do modelo de ciclo de vida.

Fonte: Autores

Para a análise do inventário, faz-se necessário detalhar os ciclos de vida. É importante

ressaltar que o pneu inservível foi considerado como um resíduo que deve ser disposto

corretamente, tendo no seu reaproveitamento como combustível um destino adequado. Por

isso, não foram consideradas as emissões provenientes do processo produtivo e logístico do

pneu em sua vida útil.

O início do ciclo de vida do pneu inservível foi definido como sendo o carregamento

dos caminhões que fazem o seu transporte para a CBL a partir de fontes dispersas. O destino

dos pneus inservíveis é a unidade de Nova Iguaçu da CBL, onde eles são triturados. As fontes

dispersas são os “ecopontos” (destinos intermediários que buscam otimizar a cadeia logística

reversa dos pneus), responsáveis por 95% do aporte total de pneus. As fontes aleatórias, que

correspondem aos 5% restantes, são representadas notadamente por usuários que estão mais

próximos à CBL do que de um “ecoponto”. A CBL é a única recicladora que abastece a

fábrica de Cantagalo da Lafarge Brasil S.A. (R. Mendes, comunicação pessoal, 16 de abril,

2013).

Segundo Lafarge (2010), 2,4 milhões de pneus são triturados por ano na unidade de

Nova Iguaçu. A quantidade queimada nos fornos de Cantagalo é de 12 mil toneladas por ano

(R. Mendes, comunicação pessoal, 16 de abril, 2013). Entretanto, para se chegar aos 2,4

milhões de pneus triturados, deve-se considerar que o pneu utilizado na queima já teve parte

do seu aço retirado durante o processo de trituração. De acordo com Novicki e Martignoni

(2010) apud Souza (2011), 11% do peso do pneu é constituído por aço, considerando o

existente na banda de rodagem e no talão do pneu. Com isso, estima-se que a quantidade

anual de pneus que chega à CBL tendo como origem os “ecopontos” e as fontes aleatórias é

de 13,5 mil toneladas.

Uma vez dispostos na unidade, os pneus passam por um processo de trituração. O pneu

triturado, que contém um pouco de aço residual, é estocado ao ar livre até ser recolhido por

caminhões para ser levado à unidade de Cantagalo.

No percurso da CBL Nova Iguaçu até a unidade de Cantagalo não é considerada a

distância percorrida de retorno para CBL desses caminhões, uma vez que os mesmos são

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utilizados para transportar cimento de Cantagalo para o centro de distribuição da Lafarge

Brasil S.A., em Nova Iguaçu. Este centro de distribuição localiza-se a menos de 200 metros

da CBL, distância considerada desprezível. Chegando a Cantagalo, o pneu é descarregado e

estocado, seguindo depois para o forno. Finalmente, este pneu triturado é utilizado como

combustível para produção do clínquer, substituindo parcialmente o coque (R. Mendes,

comunicação pessoal, 16 de abril, 2013).

A partir desta descrição, o ciclo de vida do pneu inservível foi dividido em oito micro

estágios, conforme a Figura 1 do Anexo 1, que resume os parâmetros e as emissões em cada

etapa do ciclo de vida e indica o resultado final de 26.869,5 toneladas de CO2 emitidas por

ano.

Já o ciclo de vida do coque do petróleo tem seu início na sua importação dos EUA, não

tendo sido considerada a produção desta fonte de energia, uma vez que o coque de petróleo é

um subproduto indesejado no processo produtivo de combustíveis premium (diesel, gasolina e

querosene de aviação) e não incentivaria a prospecção e exploração de petróleo por si só. Por

isso, muitas vezes suas emissões atmosféricas são computadas na produção dos combustíveis

premium (United States Department of State, 2013).

Em geral, o coque utilizado pelas unidades da Lafarge Brasil S.A. é importado do

Texas, nos EUA, através de portos localizados no Golfo do México. Para a unidade de

Cantagalo é contratado , em média, 50 mil toneladas de coque, o equivalente a um navio

carregado por ano (M. Lazarini, comunicação pessoal, 09 de abril, 2013).

São navios graneleiros de grande porte, em geral do tipo Handymax, que fazem o

transporte deste combustível, chegando ao Brasil através do terminal de Praia Mole, no

Espírito Santo (M. Lazarini, comunicação pessoal, 09 de abril, 2013). A embarcação

considerada para este estudo, por motivos de disponibilidade de dados, foi um navio do tipo

Panamax vindo do porto de Lavaca – Point Comfort, que atracou no terminal de Praia Mole,

no dia 26 de janeiro de 2013 trazendo coque para a Lafarge Brasil S.A. (V. Rodrigues,

comunicação pessoal, 25 abril, 2013). Utilizando o software Port-to-Port pode-se estimar a

rota e a distância percorridas pelo navio. Não foi considerada nenhuma parada adicional. O

coque importado é colocado no pátio de armazenagem, para depois ser carregado nos

caminhões que fazem o trajeto entre Serra (ES) e Cantagalo (RJ) (V. Rodrigues, comunicação

pessoal, 25 abril, 2013). Para fins deste trabalho, não foi considerado o retorno dos caminhões

de Cantagalo para Praia Mole, uma vez que a Lafarge Brasil S.A. não utiliza transporte

próprio para realizar o deslocamento, contratando uma empresa transportadora, que aproveita

o trajeto de retorno para outros fins (Y. Akasaka, comunicação pessoal, 13 de abril, 2013).

Chegando à unidade fabril, o coque é despejado no pátio de armazenamento, de onde é

enviado ao forno (R. Mendes, comunicação pessoal, 16 de abril, 2013). No forno de clínquer

o coque é queimado, chegando ao fim do recorte dado ao ciclo de vida deste produto neste

estudo de caso.

Todas as emissões calculadas para o ciclo de vida do coque de petróleo apresentado

tiveram como base o montante anual de 9.600 toneladas, que é a parcela substituída pelos

pneus inservíveis, em termos energéticos, no forno rotativo de clínquer. A análise indicou

uma emissão total de 29.453,2 tCO2 ao ano no ciclo de vida do coque de petróleo, conforme

resumido na Figura 2 do Anexo 1.

A fase de avaliação (Fase 3) tem como objetivo orientar uma possível revisão dos dados

de emissões de CO2, a partir da identificação de fluxos críticos para o resultado final. Neste

sentido, recomenda-se que sejam realizadas, preliminarmente, avaliações relativas: (1) ao

peso de cada entrada individual em relação ao fluxo total de cada aspecto analisado no ciclo

de vida; (2) ao intervalo de variação de cada valor e (3) à origem do dado utilizado, que pode

ser de uso específico ou geral (D’Agosto & Ribeiro, 2009).

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Neste estudo de caso foram adotados os mesmos parâmetros de avaliação definidos por

D’Agosto e Ribeiro (2009). Assim, caso um fluxo contribua com mais do que 10% para o

montante final de emissões, seu intervalo de variação é avaliado. Se o intervalo for maior do

que 5%, a origem do dado deve ser analisada. Nos dois ciclos de vida, apenas o meso estágio

“Queima em Fornos de Clínquer” apresentou peso maior do que 10% em relação ao total

emitido.

No caso do pneu inservível, as variáveis utilizadas para o cálculo desta etapa foram o

poder calorífico, o fator de emissão e a massa total. A massa total dos pneus inservíveis é

invariável e, portanto, não cabe ser analisada. Para o fator de emissão do pneu inservível foi

considerada apenas uma fonte bibliográfica, a Cement Sustainability Initiative ([CSI], 2011),

que por ser esta fonte uma iniciativa confiável e que embasa o reporte mundial das emissões

de GEE da indústria cimenteira, julgou-se não ser necessária a sua avaliação. Já o valor do

poder calorífico é específico para o estudo de caso, com base no que foi captado durante as

entrevistas. Desta forma, não há uma incerteza associada a ele e dados bibliográficos não são

aderentes à realidade do processo, provando ser adequada a manutenção dos valores

utilizados.

As variáveis para o cálculo das emissões foram as mesmas no caso do coque de

petróleo. Tanto o poder calorífico quanto o fator de emissão utilizados foram dados

consolidados e largamente aplicados em inventários de gases de efeito estufa, uma vez que

suas fontes são Garg et al. (2006) e o CSI (2011), respectivamente. Com isso, julgou-se

desnecessária a avaliação da qualidade dos dados.

Por fim, a Fase 4 consiste na comparação dos resultados. A Figura 2 consolida as

emissões de dióxido de carbono para os ciclos de vida dos pneus inservíveis e do coque de

petróleo, por etapa do meso-estágio.

Ciclo de Vida

MESO-ESTÁGIO

Produção da

Matéria

Prima

(tCO2/ano)

Transporte

da Matéria

Prima

(tCO2/ano)

Destino

Intermediário

(tCO2/ano)

Transporte

da Fonte de

Energia

(tCO2/ano)

Queima em

Fornos de

Clínquer

(tCO2/ano)

Total

(tCO2/ano)

Pneu

Inservível 0,0 51,0 111,2 187,3 26.520,0 26.869,5

Coque de

Petróleo 10,9 318,8 0,0 169,9 28.953,6 29.453,2

Figura 2: Comparação das emissões no meso-estágio do estudo de caso.

Fonte: Autores.

O ciclo de vida do coque emite 8,8% mais CO2 que o do pneu inservível, devido,

essencialmente, ao último processo da cadeia, a queima no forno de clínquer. Dada a

diferença na ordem de grandeza das emissões da queima em relação aos outros meso-estágios,

julgou-se adequado analisar a cadeia de suprimentos isoladamente. A Figura 3 ilustra os

resultados encontrados.

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Figura 3: Comparação das emissões de CO2 entre as cadeias de suprimento do pneu inservível e coque

de petróleo.

Fonte: Autores.

Pode-se observar uma emissão total de 349,5 tCO2/ano na cadeia de suprimentos do

pneu inservível e de 499,6 tCO2/ano na do coque de petróleo, o que representa 30,0% a menos

daquela em relação a esta. A partir da Figura 3, percebe-se que o principal processo que

contribui para essa diferença é o transporte da matéria prima, devido à longa distância

percorrida via transporte marítimo para importação do coque.

Outra análise importante é em relação ao meso estágio “Transporte da Fonte de

Energia”, principal contribuinte da cadeia de suprimentos do pneu inservível, representando

46,4% do seu total. A impossibilidade de utilização de outro modo de transporte que não o

rodoviário, devido às características do pneu triturado e à quantidade transportada, diminuem

as possibilidades de redução das emissões deste processo.

Além disso, cabe ressaltar a diferença nas emissões de CO2 no meso estágio “Destino

Intermediário”, que ocorre porque o coque é apenas armazenado neste estágio, enquanto o

pneu é processado, passando pela unidade de trituração. Caso o pneu inservível fosse utilizado

inteiro nos fornos de cimento da unidade de Cantagalo, não haveria emissões neste meso

estágio em nenhum dos dois ciclos de vida.

4.3. Análise de Sensibilidade

Concluído o estudo básico, analisou-se o comportamento das emissões de CO2 diante da

alteração de algumas premissas adotadas. Para isto, foram propostos três diferentes cenários

de análise.

O primeiro levou em conta valores de fontes bibliográficas para o poder calorífico do

pneu inservível. Isto porque o valor adotado, 26,0 MJ/kg (Mendes, comunicação pessoal, 16

de abril, 2013), difere de diversas fontes bibliográficas, mas é específico para o estudo de caso

desenvolvido. Assim, para realização da análise de sensibilidade, optou-se por estimar as

emissões considerando o valor máximo encontrado em bibliografias, 32,0 MJ/kg (Gieréa et

al., 2006 apud Sienkiewicz et al., 2012), o valor médio (29,3 MJ/kg), tendo em vista diversas

fontes bibliográficas (ETRMA (2011), Freitas (2011) apud Souza (2011), Gieréa et al. (2006)

apud Sienkiewicz et al. (2012), Giugliano, et al. (1999) e R. Mendes, comunicação pessoal,

16 de abril (2013)), e do estudo de caso.

Assim, mantendo o aporte de pneus inservíveis triturados constante e aplicando os

valores de poder calorífico supracitados, é possível substituir uma maior parcela de coque.

Isto concorre para que as emissões da cadeia de suprimentos do pneu inservível mantenham-

se constantes, com aumento apenas no processo de queima, mas implica em um aumento das

emissões de todo o ciclo do coque de petróleo substituído. O total das emissões pode ser visto

na Figura 4.

0,0 51,0

111,2

187,3

349,5

10,9

318,8

0,0

169,9

499,6

Produção da

Matéria Prima

Transporte da

Matéria Prima

Destino

Intermediário

Transporte da

Fonte de Energia

Total da Cadeia

de Suprimetos

tCO

2/a

no

Pneu Inservível Coque de Petróleo

9

Emissões (tCO2/ano) Poder Calorífico do Pneu Inservível

Estudo de

caso

Valor

médio

Valor

máximo

Ciclo de vida do pneu inservível 26.867,0 30.277,1 33.067,1

Ciclo de vida do coque de

petróleo 29.455,8 33.194,4 36.253,2

Variação absoluta entre os ciclos

de vida 2.588,7 2.917,3 3.186,1

Figura 4: Resumo das emissões de CO2 para o cenário 1.

Fonte: Autores.

Já o segundo cenário desconsiderou as emissões de CO2 do carbono de biomassa

presente no pneu inservível, o que equivale a 27% (CSI, 2011). Com isso, o ciclo do pneu

inservível passou a emitir anualmente 19.709,1 tCO2/ano contra 29.455,8 tCO2/ano do coque.

Esta redução representa uma diferença de 33,1% entre os totais emitidos o que é 24,3% maior

do que aquela observada quando o carbono de biomassa do pneu inservível é computado no

resultado final.

Por fim, o terceiro cenário explorou a variação por conta da mudança do tipo de navio

(de Panamax para Handymax) que transporta o coque de petróleo importado. Assim,

observou-se uma redução de 10,9% das emissões de CO2 no micro estágio ‘Transporte

marítimo’. Já para o micro estágio ‘Desembarque no porto brasileiro’, esta redução seria de

18,0%. Ao se comparar o ciclo de vida do coque de petróleo e do pneu inservível tendo em

visto esse cenário alternativo, nota-se que o coque continua emitindo mais CO2.

Assim, ao final das análises de sensibilidade, pode-se concluir que, mesmo com a

variação de algumas premissas importantes para o estudo, o ciclo do pneu inservível mantém

valores de emissão de CO2 inferiores ao do coque de petróleo, reforçando sua vantagem

ambiental neste parâmetro.

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A quantidade de pneus inservíveis gerados no mundo vem crescendo ano a ano. Estes

resíduos dispostos inadequadamente constituem um passivo ambiental que pode resultar em

sério risco ao meio ambiente e à saúde pública. Este desafio pode se transformar em uma

oportunidade, através da reinserção do pneu inservível em um ciclo produtivo. Com isso,

torna-se possível ir além da mitigação dos impactos abordados, contribuindo de outras formas

com o meio ambiente e maximizando os ganhos econômicos.

Neste sentido, o coprocessamento de pneus inservíveis em fornos de cimenteiras para a

produção do clínquer pode ser uma opção atraente. Essa opção permite o uso do pneu

inservível como um todo, não gerando resíduos extras uma vez que até as cinzas produzidas

durante a queima são incorporadas ao clínquer.

Contudo, é preciso analisar outras variáveis para que se afirme que o coprocessamente é

uma opção ambientalmente adequada para o descarte dos pneus inservíveis. O CO2 foi

escolhido como único gás de efeito estufa a ser considerado no ICV por apresentar dados

disponíveis para o cálculo de suas emissões em diversos processos e pela sua importância,

com base nas referências apresentadas. Ademais, para fins de comparação, realizou-se ainda a

análise do ciclo de vida do coque de petróleo.

A partir da estimativa das emissões de CO2, constatou-se que o ciclo de vida do pneu

inservível emite 8,8% a menos do que o do coque de petróleo. Pode-se concluir que o pneu

inservível tem no coprocessamento uma vantagem adicional à retirada do meio ambiente, para

o estudo de caso em questão. Além disso, mesmo considerando apenas as cadeias de

suprimentos, constata-se também a maior emissão do coque de petróleo. Logo, sob a ótica das

10

emissões de dióxido de carbono, o pneu inservível é mais adequado para o uso em fornos de

clínquer do que o coque de petróleo, no estudo de caso.

Os dados apresentados representam um estudo de caso específico. Tanto pela tecnologia

de produção, quanto pela localização, próxima a diversas indústrias cimenteiras importantes, a

unidade de Cantagalo da Lafarge Brasil S.A. é uma referência para o setor. Assim, a aplicação

do ICV para comparação dos ciclos de vida do pneu inservível e do coque de petróleo

desenvolvida no estudo pode ser estendida a outros casos, apresentando diferenças

particulares que devem ser analisadas a cada caso.

Também é importante salientar que o fato do coprocessamento ter sido escolhido para o

estudo não significa que seja a melhor opção para destinação dos pneus inservíveis gerados

em território nacional. Optou-se por considerar este uso final pelo destaque que vem tendo no

Brasil e no mundo, não sendo considerados todos os impactos ambientais gerados por esta

opção produtiva.

Para trabalhos futuros, sugere-se a avaliação de outros aspectos do coprocessamento de

pneu inservíveis em comparação ao uso do coque de petróleo, como emissão de poluentes

atmosféricos ou outros gases do efeito estufa, com o objetivo de aprofundar a avaliação do

quão ambientalmente adequada é esta opção produtiva. Sugere-se, também, a realização de

análises mais abrangentes, englobando a energia e o consumo de água demandados por cada

ciclo de vida e aspectos financeiros e sociais.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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13

ANEXO 1

Meso-

estágio Micro-estágio

Equipamento

utilizado

Fonte

energética

Parâmetro

Operacional

Fator de

Consumo

Fator de emissão Emissões (tCO2/ano)

Nível 1 Nível 2 Nível 1 Nível 2 Total

Produção da

Matéria

Prima

Carregamento nas

fontes dispersas Força humana - - - - - 0 0 0

Transporte

da Matéria

Prima

Transporte

rodoviário

Caminhão-baú

Caminhão-

gaiola

Diesel 60637,5 km

3,9 km/l

(D’Agosto et

al., 2011)

2,671 kgCO2/l

(MMA, 2011) 0,33 kgCO2/l [1] 43,1 5,4 48,5

Descarregamento

na unidade de

trituração

Empilhadeira GLP 13.500 t

0,06 kg/t

movimentada

[2]

2984,63

kgCO2/kg (Garg,

Kazunari,

Pulles, 2006)

- 2,4 0 2,4

Destino

Intermediário

Trituração e

estocagem

Picador

específico da

CBL

Energia

elétrica 2080 h 1 MWh [3] -

53,4 kgCO2/MWh

[4] 0 111,2 111,2

Transporte

da Fonte de

Energia

Carregamento dos

caminhões Pá carregadeira Diesel - -

0,0269 kgCO2/t

de coque

movimentada [5]

0,0032 kgCO2/t de

coque

movimentada

[6]

19,5 2,4 21,9

Transporte

rodoviário até

Cantagalo

Carreta

Basculante Diesel 108.500 km 0,5 l/km [7]

2,671 kgCO2/l

(MMA, 2011)

0,33 kgCO2/l

[1] 144,9 18,1 163

Descarga dos

caminhões e

movimentação

dentro da unidade

Pá carregadeira

Correia

transportadora

Energia

elétrica 365 d 5x10-3 MWh -

53,4 kgCO2/MWh

[3] 0 2,3 2,3

Queima em

Fornos de

Clínquer

Queima do

combustível Forno rotativo

Pneu

inservível

triturado

- 26 GJ/t

[8]

85 kgCO2/GJ

(CSI, 2011) - 26520 0 26520

Total 26730 139,5 26869,5

Figura 1: Tabela-resumo dos parâmetros adotados e dos resultados para o ciclo do pneu inservível.

14

Fonte: Autores.

Nota 1: Este valor foi obtido considerando 50% petróleo importado do Oriente Médio e 50% produzido na bacia de Campos, com ambos refinados na REDUC (refinaria da

Petrobras S.A., localizada no município de Duque de Caxias, no estado do Rio de Janeiro) e adotando sempre os valores médios desta referência (D’Agosto et al., 2011).

Nota 2: Fonte: M. Silveira, comunicação pessoal, 20 de junho, 2013. Nota 3: Fonte: R. Mendes, comunicação pessoal, 16 de abril, 2013. Nota 4: Para o cálculo deste fatos

foram utilizados os dados referentes às médias anuais, em kgCO2/MWh, de 2006 até 2012, além dos três primeiros meses de 2013 (Ministério da Ciência, Tecnologia e

Inovação [MCTI], 2013). Nota 5: Valor estimado com base nas emissões das pás carregadeiras dos terminais de graneis sólidos do porto de Long Beach (EUA), considerando

o percentual de coque de petróleo movimentado em relação ao total de cargas sólidas (The Harbor Department of the City of Long Beach, 2011). Nota 6: Fator baseado no

fator encontrado para o escopo 1 (The Harbor Department of the City of Long Beach, 2011) considerando que o fator de escopo 2 do diesel é o percentual de 12,5% do de

escopo 1 (D'Agosto, 2004). Nota 7: Fonte: O. Silva e E. Mendes, comunicação pessoal, 20 de maio, 2013. Nota 8: Este valor foi obtido uma vez que, após aferiações

continuadas, constatou-se que para a unidade de Cantagalo da Lafarge Brasil, o poder calorífico do pneu inservível triturado equivale a 80% do poder calorífico do coque de

petróleo (Garg et al., 2006; R. Mendes, 2013).

Meso-estágio Micro-estágio Equipamento

utilizado

Fonte

energética

Parâmetro

Operacional

Fator de

Consumo

Fator de emissão Emissões (tCO2/ano)

Nível 1 Nível 2 Nível 1 Nível

2 Total

Produção da

Matéria

Prima

Embarque nos

EUA

Navio

Panamax (em

espera)

IFO 0,9 d 2,23 t/dia [1] 3130,00 kgCO2/t

de combustível [2]

461,46

kgCO2/t [3]

9,5 1,4 10,9

MDO 0,9 d 1,50 t/dia [1] 3.190,00 kgCO2/t

de combustível [2]

648,23 kgCO2

[4]

Equipamentos

de

movimentação

de carga

não

especificado -

0,0769 kgCO2/t de

coque

movimentada [5]

-

Transporte da

Matéria

Prima

Transporte

marítimo (N)

Navio

Panamax

IFO 14,5 d 33,50 t/dia [1] 3130,00 kgCO2/t

de combustível [2]

461,46

kgCO2/t [3] 268,5 37,3 305,8

MDO 14,5 d 0,40 t/dia [1] 3.190,00 kgCO2/t

de combustível [2]

648,23 kgCO2

[4]

Desembarque

no porto

brasileiro

(DP)

Navio

Panamax

IFO 5,1 d 2,23 t/dia [1] 3130,00 kgCO2/t

de combustível [2]

461,46

kgCO2/t [3]

11,3 1,7 13,0 MDO 5,1 d 1,50 t/dia [1] 3.190,00 kgCO2/t

de combustível [2]

648,23 kgCO2

[4]

Descarregador

de navio - - -

0,0769 kgCO2/t de

coque

movimentada [5]

-

15

Destino

Intermediário Estocagem

Não há

movimentação - - - - - 0,0 0,0 0,0

Transporte da

Fonte de

Energia

Carregamento

dos caminhões

(C)

Pá carregadeira Diesel - -

0,0269 kgCO2/t

de coque

movimentada [6]

0,0032

kgCO2/t de

coque

movimentada

[7]

0,3 0,0 0,3

Transporte

rodoviário até

Cantagalo (RC)

Carreta

basculante Diesel 145.066,7 km

2,61 km/l

diesel

(D’Agosto et

al., 2011)

2,67 kgCO2/l

(MMA, 2011)

0,334 kgCO2/l

(D’AGOSTO,

2004)

148,5 18,6 167,0

Descarga dos

caminhões (D)

Carreta

basculante

(ponto-morto)

Diesel 29,67 h 2,63 kg/h

[7]

8,224 kgCO2/h

[7]

0,334 kgCO2/l

(D’AGOSTO,

2004)

0,2 0,0 0,3

Movimentação

dentro da

unidade (M)

Pá carregadeira

Correia

transportadora

Energia

elétrica

(GRID)

365 d 5x10-3 MWh -

53,4

kgCO2/MWh

[8]

0,0 2,3 2,3

Queima em

Fornos de

Clínquer

Queima do

combustível Forno rotativo

Coque de

petróleo -

32,5 GJ/t (Garg

et al., 2006)

92,8 kgCO2/GJ

(CSI, 2011) - 28953,6 0,0 28953,6

Total 29391,8 61,5 29453,2

Figura 2: Tabela-resumo dos parâmetros adotados e dos resultados para o ciclo do coque de petróleo.

Fonte: Autores.

Nota 1: Fonte: The Baltic Exchange (2012), RightShip (2012), Clarksons (2012) e Lloyd's List Intelligence (2012) apud RODRIGUES (2013b); Nota 2: Fonte:

International Maritime Organization [IMO], 2009. Nota 3: O fator de emissão de escopo 2 específico para o IFO não considerava a distribuição do combustível.

Assim, estipulou-se esta parcela com base no percentual médio de contribuição da distribuição frente ao total de diesel, gasolina e querosene de aviação (U. S.

National Energy Technology Laboratory [NETL], 2008); Nota 4: Considerou-se o valor estimado para o diesel convencional, uma vez que o MDO é um combustível

da família do óleo diesel (NETL, 2008); Nota 5: Valor estimado com base nas emissões dos equipamentos de movimentação de carga dos terminais de graneis

sólidos do porto de Long Beach (EUA), considerando o percentual de coque de petróleo movimentado em relação ao total de cargas sólidas (The Harbor Department

of the City of Long Beach, 2011); Nota 6: Valor estimado com base nas emissões das pás carregadeiras dos terminais de graneis sólidos do porto de Long Beach

(EUA), considerando o percentual de coque de petróleo (The Harbor Department of the City of Long Beach, 2011); Nota 7: Fator baseado no fator encontrado para o

escopo 1 (The Harbor Department of the City of Long Beach, 2011) considerando que o fator de escopo 2 do diesel é o percentual de 12,5% do de escopo 1

(D'Agosto, 2004); Nota 7: Fonte: United States Environmental Protection Agency [EPA], (2002). Nota 8: Para o cálculo deste fatos foram utilizados os dados

referentes às médias anuais, em kgCO2/MWh, de 2006 até 2012, além dos três primeiros meses de 2013 (MCTI, 2013).