INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RNDEPARTAMENTO ACADÊMICO DE RECURSOS NATURAIS

TECNOLOGIA EM GESTÃO AMBIENTAL QUÍMICA AMBIENTAL

RELATÓRIO DE VISITA

(ENGENHO SANTA LUZIA)

Natal/RNMarço/2012.

EDCARMEM MARGARETH FERREIRA LEONEZMICHAEL BORGES

PRISCILA DA SILVA FERREIRA

RELATÓRIO DE VISITA

(ENGENHO SANTA LUZIA)

Relatório de visita técnica para obtenção

conhecimento prático sobre a

fabricação de carvão ecológico e

briquetes, aplicado a disciplina de

Química Ambiental.

Professor: Milton Bezerra do Vale

Natal/RNMarço/2012.

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO.............................................................................................................................4

2. METODOLOGIA..........................................................................................................................5

3. ENGENHO SANTA LUZIA........................................................................................................6

4. CARVÃO VEGETAL...................................................................................................................8

5. CARVÃO ECOLÓGICO...........................................................................................................10

5.1. DEFINIÇÃO................................................................................................................................10

5.2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO.............................................................................................11

6. BRIQUETES...............................................................................................................................15

6.1. DEFINIÇÃO................................................................................................................................15

6.2. FORMAS DE UTILIZAÇÃO.....................................................................................................16

6.3. PROCESSO DE FABRICAÇÃO.............................................................................................19

7. CONCLUSÃO............................................................................................................................22

8. REFERÊNCIAS.........................................................................................................................23

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1. INTRODUÇÃO

Este relatório tem como objetivo principal, descrever os conhecimentos obtidos

durante a visita realizada no dia 14 de março de 2012, ao Engenho Santa Luzia,

localizado no munícipio de Touros/RN, para conhecer a fabricação de carvão vegetal

e de briquetes com reaproveitamento de palhas e bagaço de cana-de-açúcar e

palhas de côco, visando reduzir o impacto de resíduos ao meio ambiente e trazendo

retorno econômico com a reutilização de materiais que seriam jogados na natureza.

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2. METODOLOGIA

Para realização dessa atividade extraclasse fomos acompanhados pelo Sr. José

Fernandes, gerente da empresa, que nos explicou todo o processo de fabricação do

carvão ecológico e do briquete, além das informações passadas pelo Professor Milton

Vale, que serviram de base para elaboração do relatório de visita.

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3. ENGENHO SANTA LUZIA

Localizado na Fazenda Fonseca Santa Luzia no município de Touros/RN, possui

uma plantação de 100 mil pés de côcos, além de plantação de cana-de-açúcar de

outras árvores frutíferas.

Emprega um total de 75 funcionários distribuídos em várias áreas de produção da

fazenda, que incluem a confecção de cachaças, açúcar mascavo, rapaduras, carvão

ecológico e briquetes, além da venda do côco seco.

O engenho de açúcar era o nome dado às fazendas produtoras de açúcar no

período do Brasil Colonial. Este nome era aplicado também à máquina que moía a

cana-de-açúcar e outras instalações envolvidas no processo. O engenho, a grande

propriedade produtora de açúcar, era constituído, basicamente, por dois grandes

setores: o agrícola - formado pelos canaviais -, e o de beneficiamento - a casa-do-

engenho, onde a cana-de-açúcar era transformada em açúcar e aguardente.

Grandes partes destes engenhos estavam estabelecidos na região nordeste do

Brasil. A maior parte do açúcar produzido nos engenhos era destinada ao mercado

europeu.

Dentro dos engenhos havia também a casa-grande (habitação do senhor de

engenho e sua família), a senzala (habitação dos escravos), capela, horta e

canavial.

Os engenhos de açúcar entraram em decadência, em meados do século XVIII, com

a concorrência do açúcar holandês, pois estes foram produzir açúcar nas ilhas da

América Central.

Além da fabricação desses produtos citados, o Engenho Santa Luzia, desenvolve a

três anos o reaproveitamento dos rejeitos da produção e de outras atividades da

fazenda. Esse reaproveitamento é realizado para a fabricação de carvão ecológico e

briquetes, processos detalhados ao longo desse trabalho. Essa atividade conta com

o licenciamento ambiental no IBAMA (Foto 01).

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Foto 01 – Placa de Licenciamento Ambiental

Foto do Grupo

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4. CARVÃO VEGETAL

É uma substância de cor negra obtida pela carbonização da madeira ou lenha. É

muito utilizado como combustível para aquecedores, lareiras, churrasqueiras e

fogões a lenha.

Considerado um fitoterápico, o carvão vegetal para uso medicinal (carvão ativado)

provém de certas madeiras moles e não resinosas (extraído de partes lenhosas,

cascas e serragens), obtidos por combustão incompleta, o que lhe confere a

capacidade adsorvente.

Desde a antiguidade já se conhece o uso do carvão vegetal. No antigo Egito era

utilizado na purificação de óleos e para aplicações medicinais. Na segunda guerra

mundial foi utilizado para remoção de gases tóxicos devido a sua capacidade

adsorvente sendo um material extremamente poroso. E entre os índios brasileiros

também há registro de uso, misturado às gorduras animais no tratamento de

tumores e úlceras malignas.

Estudos químicos utilizando carvão ativado detectaram uma redução significativa na

produção de gases intestinais nos pacientes tratados, eliminando os desconfortos

abdominais. É ainda um notável condutor de oxigênio, sendo um extraordinário

eliminador de toxinas.

Devido a sua rapidez de ação, o carvão vegetal é considerado ainda um agente útil

no tratamento de envenenamentos. O carvão ativado liga-se ao tóxico residual no

lúmen do trato gastrointestinal e reduz rapidamente a absorção deste.

O carvão vegetal tem a propriedade de adsorver substâncias que, em contato com

bactérias intestinais, contribuem para a produção de flatulência. Diante dos

resultados de estudos, o uso do carvão vegetal é indicado em casos de dores no

estômago, mau hálito, aftas, gases intestinais, diarreias infecciosas, disenteria

hepáticas e intoxicações.

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Se a madeira tem grande destaque como fonte de energia em nosso País, grande

parte desse fato é devido ao carvão vegetal que dela é oriundo. No ano de 1988,

foram empregados em nosso País em torno de 114,0 milhões de metros cúbicos de

madeira destinada à obtenção de carvão vegetal. Representando 67,0% do total de

madeira usada para energia no Brasil naquele ano, tal volume permitiu a produção

de aproximadamente 11,0 milhões de toneladas de carvão vegetal. Esse número

coloca o Brasil como o maior produtor mundial de carvão vegetal.

Em função de vários problemas ambientais, que incluem o desmatamento das

florestas, várias alternativas estão sendo utilizadas para contribuir e reduzir os

impactos ao meio ambiente, como a utilização de árvores de reflorestamento e o

reaproveitamento de materiais que seriam descartados na natureza, como exemplo

a casca de côco (conhecida como a bucha de côco) para a produção de um carvão,

intitulado de CARVÃO ECOLÓGICO. Um dos processos que acontece no Engenho

Santa Luzia, que detalharemos a seguir.

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5. CARVÃO ECOLÓGICO

5.1. DEFINIÇÃO

Carvão ecológico é um termo que os produtores vêm utilizando para designar o

carvão produzido a partir de árvores de reflorestamento.Com cada lote de árvores

cortadas, esses produtores são obrigados a replantar novos lotes, sob pena de

serem multados pelas entidades ambientais. Portanto o carvão oriundo de

reflorestamentos é denominado de, de carvão ecológico.

O mais novo tipo de carvão, Carvão ecológico, que é feito com sobras abandonadas

por indústrias siderúrgicas. Foi inventado pelo João Luiz de Sousa Borges, que tem

52 anos e cursou até o ensino médio.

Depois de 5 anos de estudo para a fórmula do produto, que já foi patenteado,

descobriu que seu ingrediente principal é o “fino do carvão”, pó de carvão vegetal

abandonado pelas empresas siderúrgicas.

Mas já existem outras alternativas de matérias-primas para fabricação do carvão

ecológico, como a casca do côco, também chamada de “buchas de côco”.

O carvão de “bucha de côco” é a solução para as desvantagens do carvão feito com

madeira. Não contém nenhuma substância química, oferecendo qualidade excelente

na sua utilização. Características: Responsável Socialmente; Não derruba nenhuma

árvore - 100% Sustentável; Carvão sem chama; Assa em alta temperatura; Limpo e

Econômico; Ocupa pouco espaço na churrasqueira; Substitui o carvão de madeira

com alto desempenho.

O carvão ecológico produz duas vezes mais calor que os comuns, e solta menos

resíduos e fumaças. Por isso é vendido principalmente para ser usado em

churrasqueiras.

Uma grande vantagem desse carvão é o de não poluir e preservar o planeta, dura 2

vezes mais, é mais barato e após sua queima os resíduos podem ser utilizados

como fertilizantes.

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Esse carvão, além de uma forma ser reciclável evita o desmatamento de matas e

florestas, diminui mais a poluição, pois não vai haver necessidade de queimar mais

madeira.

5.2. PROCESSO DE FABRICAÇÃO

Para a produção do carvão vegetal são utilizadas as “buchas de côco” (Foto 02) que

seriam descartadas após a venda do produto. O processo de produção inicia com a

colocação das buchas nos fornos, chamados de carvoeira (Foto 03), são colocadas

em média 100 sacos do material, que são carbonizados por um período de seis

horas, rendendo ao final do processo 70% do material colocado (Foto 04).

Após essa primeira fase de carbonização (Foto 05), o material é colocado numa

máquina para a moagem (Foto 06). Posteriormente é adicionada a fécula de

mandioca (Foto 07), além da adição de barro a mistura, os dois ingredientes servem

para dar liga, resistência e impermeabilidade até chegar o ponto.

Posteriormente é realizado o corte manual com auxílio de espátula (Foto 08),

durante a saída do material da máquina, que é liberado numa esteira, depois são

organizados em bandejas metálicas (Foto 09), e levados para a estufa (Foto 10) por

um período de 24 horas. Após sair da estufa as bandejas são colocadas no por duas

horas para liberar o suor adquirido na estufa.

O resultado do processo são pedaços de carvão (Foto 11) que são embalados em

sacos de 4kg (Foto 12) que custam em média R$ 1,00 cada quilo para venda em

grande quantidade, e no mercado podem chegar a ser vendidos por R$ 6,00 ou R$

7,00 o saco de 4kg.

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Foto 02 – “Buchas de Côco” Foto 03 – CarvoeirasFoto do Grupo Foto do Grupo

Foto 04 – Buchas após carbonização Foto 05 – Bucha após carbonizaçãoFoto do Grupo Foto do Grupo

Foto 06 – Máquina de Moagem Foto 07 – Fécula de MandiocaFoto do Grupo Foto do Grupo

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Foto 08 – Espátula para corte Foto 09 – Bandeja metálicaFoto do Grupo Foto do Grupo

Foto 10 – Estufa para secagem Foto do Grupo

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Foto 11 – Pedaços do carvão ecológico Foto do Grupo

Foto 12 – Carvão embaladoFoto do Grupo

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6. BRIQUETES

6.1. DEFINIÇÃO

O briquete é um biocombustível sólido, oriundo de um processo de fabricação, feitos

a partir da compactação de resíduos ligno-celulósicos, sob pressão e temperatura

elevadas. Para satisfazer as condições de fabricação do briquete, o resíduo precisa

estar de acordo com percentual de umidade aceitável, e tamanho das partículas

(granulometria).

Na fabricação de briquete, as matérias-primas utilizadas podem ser: serragem,

maravalha, casca de arroz, palha de milho, sabugo, bagaço de cana-de-açúcar,

casca de algodão, casca de café, feno de braquiaria entre outros. O diâmetro do

briquete para queima em caldeiras, fornos e lareiras é de 70 mm a 100 mm e com

comprimento de 250 mm a 400 mm. 1 tonelada de briquete corresponde a 6 m³ de

lenha com umidade entre 35 a 45%. Embora variáveis, os briquetes feitos no Brasil

tem uma densidade aparente de 1,0 t/m3 a 1,5 t/m3, um Poder Calorífico Superior

de 4000 kcal/kg a 4800 kcal/kg, uma umidade entre 6 a 10%, densidade a granel de

600 kg/m3 a 900kg/m3, teores de voláteis de 81%, cinzas de 1,2% e carbono fixo de

18,8%. No Brasil, a serragem tem uma densidade a granel entre 140 kg/m3 a 400

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

originária do Pinus sp seco até o marrom escuro da massaranduba úmida.

Briquete Composto

São briquetes produzidos a partir de mais de um tipo de resíduo. O seu processo de

produção é o mesmo dos briquetes simples, exceto pela inclusão da fase de mistura

das matérias-primas. Esta semelhança permite equiparar os seus custos de

produção. Com a produção de briquetes compostos obtêm-se médias ponderadas

de suas propriedades e composições, o que permite um maior controle da qualidade

dos briquetes e um direcionamento de suas características de acordo com seu uso

final, com a máxima redução na introdução de substâncias adicionais. Produzindo

briquetes compostos evita-se também a dependência de um único tipo de matéria-

prima. Nos períodos de escassez dos resíduos de maior poder calorífico, tem-se a

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opção de substituí-los por outros resíduos em maior quantidade, mantendo a

eficiência energética dos briquetes.

6.2. FORMAS DE UTILIZAÇÃO

Por que briquete?

A resposta é simples. Para tornar a estocagem e transporte de produtos mais efetiva

e econômica.

Se o uso de briquetes puder substituir os combustíveis fósseis nós poderemos

também ver grandes vantagens ambientais

A forma de partida (ignição) pode ser a mesma utilizada pelo sistema à lenha. Toda

Caldeira/fornalha que queima lenha, pode queimar BV - Briquete Vegetal.

Não é necessário equipamentos especiais, somente verificar o espaçamento entre

grelhas.

Melhor forma de utilização do Briquete Vegetal

Utilização em Aplicação Dosagem Outras informações de uso

Caldeiras em

Geral

Somente

Briquete

Vegetal

Quantidade

Necessária

Alimentar de forma mais continua

possível.

Briquete com

Cavaco ou

lenha

comercial

Porcentage

m desejada

de cada

Produto

Alimentar a caldeira com lenha ou

cavaco e sob os mesmos adicionar o

Briquete de forma bem distribuida.

Fornos /

fornalhas e

semelhantes

Briquete

Vegetal

Quantidade

Necessária

Alimentar com quantidades menores

e mais frequentes.

Obs: Neste tipo de combustão,

atentar para uma maior necessidade

de oxigênio nas grelhas.

Fornos de Briquete Quantidade Iniciar o fogo normalmente conforme

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Pizzarias Vegetal Necessária

métodos e costumes.

Obs: Obtém-se maior rendimento se

for feito fogo sob uma grelha de 6 a

10 cm de altura.

LareirasBriquete

Vegetal

Quantidade

Necessária

Iniciar o fogo normalmente conforme

métodos e costumes, realimentar o

fogo a cada 50 minutos.

Obs: Obtém-se maior rendimento se

for feito o fogo sob uma grelha.

ChurrasqueirasBriquete

Vegetal

Quantidade

Necessária

Para usar o Briquete em

churrasqueiras, o usuário precisa

permitir a entrada de bastante

oxigênio e iniciar o fogo com gravetos

(ou qualquer outra forma de iniciar um

fogo), depois disso, o fogo pega fácil

e a eficiência é maior do que a do

carvão. Deve-se manter o churrasco

a uma distância razoável, pois o

processo de assar ocorre enquanto o

Briquete estará queimando com

chamas limpas.

Exemplos de Utilização

AQUECEDORES

Hotel

Com grande redução de custo para o aquecimento de água.

Motel

Para quem tem alta rotatividade e necessita de água quente e vapor.

Piscinas

Grande economia com a utilização de aquecedor a briquete.

SECADORES

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Secador

Soja, milho, etc.

Torrador

Café, farinhas de milho e mandioca.

CALDEIRAS

Lavanderia

Hotéis, Hospitais e Penitenciárias.

Abatedouro

Bovinos, Suínos e Avícolas.

Recauchutagens

Pneus em geral

Tinturaria

Estonagens e tingimentos

Fiação de seda

Queima associada briquete/lenha.

Padarias

Queima em fornos de padaria.

6.3. PROCESSO DE FABRICAÇÃO

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No processo de fabricação de briquetes, realizado no Engenho Santa Luzia, são

utilizados o bagaço e as palhas da cana-de-açúcar e palhas de coqueiro (Foto 13).

Esse material é moído (Foto 14) e colocado no forno à 600º C por 15 minutos para

retirar a umidade, são necessários 3000kg do material para fabricar uma tonelada de

briquete.

Após seco, o material é colocado na briquetadeira (Foto 15), onde pode ser

acrescentado pó de serra (Foto 16), que são moldados e prensados na máquina e

cortados manualmente (Foto 17) no tamanho de 40 cm, tamanho já definido na

máquina (Foto 18). Durante o corte pode haver rejeitos do produto (Foto 19), que

são reaproveitados no processo de produção para a fabricação de novos briquetes.

Posteriormente os briquetes (Fotos 20 e 21) são embalados em sacos de 40kg

(Foto 22) que é o produto mais rentável da fazenda, sendo vendido por R$ 380 uma

tonelada do produto.

Foto 13 – Palhas de cana-de-açúcar Foto 14 – Material moídoFoto do Grupo Foto do Grupo

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Foto 15 – Briquetadeira Foto 16 – Pó de serraFoto do Grupo Foto do Grupo

Foto 17 – Corte do briquete Foto 18 – Definição do tamanhoFoto do Grupo Foto do Grupo

Foto 19 – Rejeitos do briquete Foto 20 – BriqueteFoto do Grupo Foto do Grupo

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Foto 21 – Briquete Foto 22 – Briquete embaladosFoto do Grupo Foto do Grupo

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7. CONCLUSÃO

Ao término de nossa visita, concluímos que em tempos de uso demasiado do

petróleo com pesquisadores buscando cada vez mais novas fontes de energia

limpas para mover aviões, trens e automóveis, usando caules de plantas, algas,

hidrogênio e a luz do sol, etc. O uso de biomassa para produção de energia em

caldeiras já é uma realidade. Há relatos na literatura sobre a produção de briquetes

de capim e como comprovamos na visita, de côco. Os estudos indicam que o

briquete libera 34% mais calor que o cavaco de madeira durante a queima e possui

baixo teor de umidade, cerca de 20% menos que o cavaco, tornando o assim uma

ótima opção para queima em alto forno. As vantagens no uso de briquete são: fácil

estocagem, matéria prima abundante, preço de produção muito baixo entre outros. A

produção de briquetes já é bastante conhecida no exterior, principalmente nos EUA

e Europa, através da briquetagem de carvão vegetal. No Brasil, não existe uma

tradição industrial na produção de briquetes de carvão vegetal ou de resíduos ligno-

celulósicos, uma realidade que aos poucos vem sendo modificada com iniciativas

como as do Engenho Santa Luzia.

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8. REFERÊNCIAS

http://www.suapesquisa.com, acesso em 17 de março às 15:00h.

http://multirio.rio.rj.gov.brl, acesso em 17 de março às 15:00h.

http://pt.wikipedia.org, acesso em 17 de março às 15:20h.

http://www.lippel.com.br, acesso em 17 de março às 15:20h.