Produção de Briquetes a partir da Biomassa Proveniente das Industrias Madeireiras em Moçambique

Introdução

Este artigo trás uma alternativa de produção de biocombustível solido ecológico mais conhecido por briquetes a partir de uma briquetedeira construída a partir de material de fácil acesso para o aproveitamento do potencial dos resíduos provenientes das indústrias madeireiras (carpintarias estão inclusas).

Assim, o objectivo desta pesquisa consistiu em desenvolver um protótipo de uma briquetedeira, capaz de produzir briquetes e alimentar pizzarias, padarias e até para o uso residencial em Moçambique.

O presente projecto de pesquisa tem como objectivo propor possibilidades tecnológicas para o aproveitamento da biomassa resultante dos resíduos da serragem a partir da densificação da biomassa a serem adoptados em Moçambique de modo que sejam aproveitados na geração de energia e consequentemente reduzir e/ou eliminar a quantidade de resíduos sólidos de madeira que são desperdiçados, sem devida aplicação, por falta de conhecimento ou sensibilização na sociedade.

O desenvolvimento de técnicas para aumentar o valor agregado e o uso da biomassa de serragem de madeira tais como: briquetagem e peletização usados para a produção de energia através de tecnologias modernas de aproveitamento da biomassa aumentam o poder calorífico através do aumento da densidade energética da serragem.

Neste âmbito, o presente projecto de pesquisa vai descrever a produção de briquetes a partir da biomassa resultante da serragem da madeira para o fornecimento sustentável de energia na sociedade Moçambicana.

Fundamentação Teórica

O continente Africano encontra-se fortemente dependente da disponibilidade de combustíveis lenhosos para consumo das populações, tanto rurais como urbanas e Moçambique não esta isento a esta realidade.

Entretanto em Moçambique o aproveitamento energético da biomassa lenhosa é bastante usado principalmente nas zonas rurais, estima-se que cerca de 80% da população utiliza lenha e carvão vegetal para fins energéticos, (DNTF, 2011).

A FUNAE (Fundo de Energia), estima que Moçambique possui uma população de cerca de 23,7 milhões de habitantes dos quais cerca de 80% vivem nas zonas rurais e tem a biomassa como a principal fonte de energia. Cerca de 80% de energia consumida no país provem da Biomassa lenhosa, a procura anual desta fonte energética é estimada em 16 milhões de metros cúbicos por ano. Este fenómeno cria uma extrema pressão sobre os recursos florestais (nativos e exóticos), originando o desflorestamento.

A procura de lenha e carvão é um dos factores principais do desmantamento (Política e Estratégia de Desenvolvimento de Florestas e Fauna Bravia). A vantagem de se utilizar a serragem na forma de briquetes consiste em um gerenciamento sustentável desses resíduos como forma de gerar energia em volumes compactos e mais reduzido a partir de um recurso natural renovável, além de não possuir carácter poluidor tal como as fontes fósseis de energia (GONÇALVES, 2009).

A biomassa resultante da madeira possui um alto potencial energético que pode ser usado como combustível. O uso da biomassa resultante dos resíduos de serragem para produção de energia está associado à redução do consumo de combustíveis fósseis por um lado e por outro a redução da pressão sobre os recursos florestais.

De acordo com preâmbulo da lei 20/97 lei do ambiente, afirma que a constituição Moçambicana confere a todos os cidadãos o direito de viver num ambiente equilibrado, assim, como o dever de o defender.

A materialização deste direito passa necessariamente por uma gestão correta do ambiente e dos seus componentes e pela criação de condições propícias à saúde e ao bem-estar das pessoas, ao desenvolvimento sócio- econômico e cultural das comunidades e à preservação dos recursos naturais que as sustentam.

Actualmente a gestão ambiental é uma ferramenta indispensável na gestão resíduos sólidos tendo enquadramento em diversos setores da actividade humana desde doméstica até industrial de modo a garantir o uso dos recursos achados inválidos pelo: aproveitamento, reaproveitamento/reutilização, reciclagem e redução.

O Problema da Má Gestão de Resíduos Oriundos das Indústrias Madeireiras em Moçambique

O crescente uso da madeira no país tem contribuído substancialmente para a geração de grandes quantidades de serradura que é um resíduo sólido da madeira resultante da serragem. Este resíduo é muito pouco aproveitado para fins energéticos pelas comunidades e/ou indústrias Moçambicanas.

O que se observa nas indústrias madeireiras, serrações e/ou carpintarias é que eles se limitam na maioria das vezes em amontoar seus resíduos e depois transportam para locais distantes para queimar e outros queimam no mesmo local com objectivo de reduzir o volume do resíduo. Esta disposição e destinação final é ambientalmente inadequada para os resíduos sólidos de serragem e causa sérios problemas ambientais e para a saúde humana, (ALVES JÚNIOR, 2010).

De acordo com o Boletim da República (2009) o desmatamento no país está associado à forte dependência da população em relação aos recursos naturais, visto que cerca de 80% da população total depende dos recursos florestais para sua subsistência.

Entretanto, podemos destacar as seguintes consequências no âmbito social-económico-ambiental:

1. Poluição do solo (os resíduos da madeira após a sua utilidade, são expostos no ar livre e garantindo assim a perda de fertilidade e qualidades do próprio solo);
2. Poluição das águas (os restos da madeira agregados no ambiente, durante as chuvas intensas são removidos com as correntes das águas e se acumulam nos rios; nos lagos e prejudicando a qualidade da própria água, modificando as propriedades especificas da água).
3. Poluição do ar atmosférico (nos locais onde ocorre a deposição final dos restos da madeira, agridem o meio ambiente atmosférico. Eles libertam grandes quantidades de gases tóxicos ao meio ambiente, afectando assim o ar atmosférico que respiramos, prejudicando a nossa saúde).

Segundo Vasconcellos (2002), os resíduos provocam impactos tanto de ordem social (com o acúmulo em vias públicas, a má destinação destes resíduos e surgimento de uma população “catadora”), quanto de ordem ambiental (poluição visual, proliferação de macro e micro vectores, poluição do solo, do ar e dos lençóis freáticos).

Por tanto, há uma má gestão dos resíduos oriundos da madeira/serraduras, e isto gera sérios impactos negativos no âmbito social-económico-ambiental, por um lado a serragem gerada é queimada ou disposta em aterros inadequados acarretando o desprendimento de chorumes provocando danos ao ambiente, principalmente em córregos, rios e mananciais.

A Solução Para o Problema da Má Gestão de Resíduos Madeireiros em Moçambique

As carpintarias dão origem a resíduos provenientes do trabalho efetuado através dos sistemas de produção subtrativa, resultando num baixo aproveitamento da matéria prima em estado de pó; parte dos resíduos excedentes são depositados e deixados expostos ao meio ambiente.

O que é desenvolvimento sustentável?

O desenvolvimento sustentável é um processo de transformação no qual a exploração dos recursos, a direção dos investimentos, a orientação do desenvolvimento tecnológico e a mudança institucional se harmonizam e reforçam o potencial e futuro, a fim de atender às necessidades e aspirações humanas (BRUNDTLAND, 2010).

A produção de briquetes já é bastante conhecida no exterior, principalmente nos EUA e Europa, através da briquetagem de carvão vegetal.

O objectivo do trabalho foi encontrar uma solução que transforme os desperdícios gerados nas carpintarias "o serrim e pó de madeira" apontando o processo para o desenvolvimento de um material inovador, sustentável e, ao mesmo temo, economicamente viável.

A solução compreendeu na aglomeração ou compactação dos desperdícios gerados pelos carpinteiros a ligantes resinosos/aglutinantes para a produção de briquetes.

Um exemplo concreto em Moçambique a associação Moçambicana de reciclagem (AMOR), entre os dias 24 à 26 de Julho de 2019, decorreram três secções de formação à operadores de recolha de resíduos das associações Asscodecha, Kutenga e Maktel Bacissa, tendo como objectivo produzir briquetes à partir do pó de carvão.

Este pó é resultante da transformação de resíduos sólidos orgânicos (restos de comida, papel e papelão, revistas, folhas secas de arvores, etc.). Este carvão é uma alternativa sustentável ao carvão vegetal e contribui na redução das quantidades desperdiçadas de resíduos.

Esta actividade foi realizada no âmbito da implementação do projecto "Fortalecimento do Dialogo entre sociedade civil e o conselho Municipal de Maputo na Gestão de resíduos sólidos" financiado pela Embaixada da França.

Conceitos fundamentais

Bioenergia

A bioenergia é um termo amplo que se refere a qualquer forma de energia obtida de fontes biológicas (engloba os biocombustíveis líquidos, a biomassa solida e o biogás), (FRAZA, 2015).

Biomassa

Biomassa é toda matéria orgânica de origem animal ou vegetal, incluindo resíduos municipais biodegradáveis, (ROTHMAN et al, 2013).

Energia da biomassa

A energia da biomassa é a energia derivada de combustão, fermentação ou transesterificação de matérias orgânicas (lenha, carvão vegetal, briquetes, bagaço, biodiesel, etanol, biogás e outros), (ROSILLO et al, 2013).

Briquetes

Os briquetes são materiais compactados combustíveis produzidos a partir de resíduos de biomassa de origem vegetal (resíduos agrícolas) ou animal (fezes), pó de carvão vegetal (misturado com um aglutinante), que serve para juntar todos os elementos num único composto (AQUINO, 2018).

O bioproduto briquete é uma fonte concentrada e comprimida de material energético. Trata-se de uma lenha ecológica (bioenergética) que substitui com eficácia o gás, a energia eléctrica, o carvão vegetal, carvão mineral e a lenha, bem como outros combustíveis utilizados nos diversos processos industriais.

A produção do bioproduto (briquete) pode ser a partir de qualquer resíduo vegetal, por exemplo de serragem e restos de serraria, casca de arroz, sabugo e palha de milho, palha e bagaço de cana-de-açúcar, casca de algodão, casca de café, feno ou excesso de biomassa de gramíneas forrageiras, cascas de frutas, cascas e caroços de palmáceas, folhas e troncos das podas de árvores nas cidades, dentre outros.

O briquete é um substituto directo da lenha em muitas aplicações, incluindo o uso residencial, em indústrias e estabelecimentos comerciais como olarias, cerâmicas, padarias, pizzarias, lacticínios, fábricas de alimentos, indústrias químicas, têxteis e de cimento dentre outros.

No entanto, nos países desenvolvidos, estes resíduos são utilizados para a produção de produtos derivados da madeira, como os aglomerados, os pellets, os briquetes, entre outros. Estes procedimentos são considerados ambientalmente sustentáveis, economicamente viáveis e socialmente correctos (NASSER et al., 2016). A imagem a seguir ilustra com clareza uma Briquetedeira para fabricar briquetes feita especialmente pelo autor deste artigo em suas pesquisas sobre cozinhas limpas e eficiência energética.

Briquetedeira Construída pelo Autor para Produzir Briquetes de Biomassa (2022).

Principais Características dos Briquetes

Os briquetes têm densidade de 650-1200 kg/m3, diâmetro de aproximadamente 60 mm e comprimento de 25 a 300 mm. Têm Poder Calorífico Superior (PCS) na faixa de 16.92 a 17.64 MJ/kg e umidade entre 7 e 12%. A quantidade de cinzas depende da fonte de matéria prima utilizada. Para exportação esse biocombustível sólido deve atender às normas técnicas do cliente ou do país importador (PFEIFER, 2016). A recente preocupação ambiental, que resultou em leis cada vez mais rígidas, fez com que a briquetagem ganhasse um novo impulso de aplicação na indústria.

Importância do Uso de Briquetes

A briquetagem é uma forma eficiente para concentrar a energia disponível na biomassa. Este facto pode ser explicado pela consideração de que 1,00 m³ de briquetes contêm pelo menos quatro vezes mais energia que 1,00 m³ de resíduos, levando-se em consideração a densidade a granel e o poder calorífico médio destes materiais (ABREU, 2007). Carvalho e Brink (2015) afirmaram que, em comparação com a lenha, seu concorrente directo, o briquete possui maior densidade energética, tem maior rapidez na geração de temperatura e calor, proporciona redução dos custos de transporte, proporciona menor custo de manuseio, infraestrutura de armazenamento, movimentação, mão-de-obra, encargos sociais, maior apelo ambiental por ser produzido de resíduos. O uso dos briquetes é muito importante porque:

• Impulsiona o uso racional dos resíduos gerados nas carpintarias;
• Reduz grandes desperdícios de matéria-prima;
• Produz menos fuligem;
• Possui maior poder calorifico;
• Gera novos empregos;
• Reutiliza a matéria-prima que seria descartada;
• Agrega valor para as serraduras e produz ganhos financeiros para as empresas geradoras desta matéria-prima.

Principais vantagens e constrangimentos da produção de briquetes

O briquete pode ser apresentado como tendo algumas vantagens excepcionais e constrangimentos, conforme se segue:

1. A primeira é ambiental, pois retira do meio ambiente resíduos poluidores, dando a eles uma função ecologicamente correcta e rentável;
2. É produzido a partir de resíduos, por tanto, estamos a usar material que não seria usado e seria descartado;
3. Melhor aparência, maior higiene, óptimo para uso em indústrias alimentícias e estabelecimentos de alimentação;
4. São produzidos em tamanhos padrões e formato geométrico, por tanto facilita o transporte, a manipulação e armazenamento;
5. Pode-se manter uma produção contínua durante todo o ano, e por tanto, os preços e a disponibilidade não estariam submetidos à modificação de preços e nem a falta de disponibilidade por causas climatológicas (época de chuva);
6. O briquete é vendido por peso e com humidade controlada, oque facilita a fiscalização daquilo que se está a comprar: vantagem para o consumidor;
7. Alta temperatura de chama, pelo que facilita seu uso em todo o tipo de fogareiros tradicionais;
8. Não são usados produtos químicos na sua fabricação, pelo qual, podemos falar de um produto natural e não-toxico. De facto, em alguns países como Angola é chamado de “fogão amigo do ambiente”;
9. Na queima, deixa poucos resíduos, não exala cheiro e há pouca fumaça. Isto é muito bom para cozinhar dentro das casas, e tem muitas vantagens desde o ponto de vista de saúde para as senhoras, que são as principais usuárias e para crianças que estão sempre na casa ou nas costas das suas mães;
10. Menor índice de poluição já que é um combustível renovável.

Desvantagens dos Briquetes

Segundo o autor, há apenas duas desvantagens: a prior quaisquer briquetes (e também de serrduras) têm medo de umidade e podem se desintegrar quando molhados. Portanto, eles são exigentes no local de armazenamento: devem ser conservados sob um teto, em uma sala seca. Porém, o principal constrangimento é a falta de produção local de briquetes obtidos a partir da carbonização e aglomeração dos resíduos de biomassa. Este constrangimento vem sobretudo pela falta de maquinaria para produção de briquetes, e por uma falta de acesso ao mercado e por uma falta de demanda, associada à falta de conhecimento sobre o produto e barreiras ligadas à tradição e costume dos/as usuários/as Mocambicanos/as.

Etapas de Produção de Briquetes a partir de Resíduos de Madeira

Para uma adequada produção de briquetes é fundamental uma série de etapas para garantir a compactação dos materiais. Este processo depende do tipo de material. No caso dos materiais identificados para a produção em Moçambique no âmbito do projecto (resíduos orgânicos, serralhem, resíduos de carvão vegetal e algum material adesivo), alguns autores como (Brouwer & Mirasse, 2013) afirmam que é preciso que é imprescindível que a matéria-prima passe pelas seguintes etapas:

1. Escolha do material: esta etapa refere-se ao tipo de matéria-prima que se deseja utilizar, do tipo de briquete que se pretende produzir e das características do material a ser utilizado (tamanho de partículas, densidade e humidade).
2. Secagem: tem por finalidade retirar a humidade dos resíduos, a fim de deixar o material com a humidade necessária para a realização do processo.
3. Moagem dos resíduos: tem por objectivo triturar os resíduos, formando partículas menores para facilitar o processo e a acção de aglutinantes.
4. Peneiramento: promove a separação das partículas geradas na moagem em granulometrias diferentes, tendo por finalidade uma selecção das partículas a serem utilizadas, e eliminação das indesejadas no processo.
5. Mistura com aglutinante: O aglutinante é responsável pela aderência dos resíduos. Durante esta etapa deve-se levar em consideração a escolha do tipo e da qualidade do aglutinante, pois estas estão directamente relacionadas ao custo do processo e com o produto final.
6. Prensagem: A prensagem proporciona resistência aos briquetes. É realizada por meio da acção de prensas que aplicam altas pressões e temperaturas a massa de resíduos e ao ligante. Esta etapa define a forma final do briquete, de acordo com a prensa utilizada.
7. Embalagem: Os briquetes devem ser armazenados para manter um estoque intermédio entre a produção e a distribuição. Posteriormente são embalados para o consumo. A figura a seguir ilustra briquetes produzidos pelo autor deste artigo a partir de uma máquina (Briquetedeira) construída por ele mesmo durante suas pesquisas sobre produção de briquetes a partir de biomassa (serraduras).
   

   Briquetes produzidos a partir de serraduras.

Os briquetes foram produzidos pessoalmente pelo autor deste artigo a partir de resíduos procedentes do processamento da madeira, o autor produziu os briquetes através do protótipo que construiu em suas pesquisas como forma de analisar as variáveis físicas que influenciam esta produção e a viabilidade de implantação de um projecto para produção de briquetes em grande escala de modo a fornecer este biocombustível sustentável a nível nacional em Moçambique. O autor acredita que a produção de briquetes a partir de resíduos madeireiros ajuda a combater contra as mudanças climáticas e ajuda a reduzir a pressão sobre a fauna e flora reduzindo substancialmente o desflorestamento em Moçambique, isso porque o briquete é produzido por um resíduo que seria descartado, e não necessita de abates de arvores para sua produção tornando-se uma opção viável e amiga do ambiente.

Conclusão

Assim conclui-se que a produção de briquetes a partir de resíduos madeireiros é uma grande estratégia alternativa para mitigar os problemas da má gestão de resíduos provenientes das industrias madeireiras em Moçambique, isso porque essa rota técnica fornece um destino ambientalmente adequado para os resíduos madeireiros optando pela compactação ou briquetagem destes resíduos. Actualmente devido ao aumento substancial do preço dos biocombustíveis como o gás de cozinha, carvão vegetal o briquete se mostra muito promissor como sendo uma boa alternativa para combater com essa subida de preços e com as mudanças climáticas. Os briquetes podem substituir com facilidade a lenha tradicional, o carvão vegetal, o gás de cozinha e a electricidade. O briquete por ser compactado possui maior poder calorifico do que a lenha tradicional, isso significa que o briquete possui mais energia calorifica por unidade de volume, e uma das principais vantagens do briquete é o facto de serem comercializados por peso oque cria mais confiabilidade na compra do produto. O autor ainda conclui que acoplando o "Briquete" ao "Fogão Mbaúla" a economia de energia será excelente, isso porque o Fogão Mbaúla foi talhado especialmente para conservar mais calor e diminuir os desperdícios de energia, e por sua vez o briquete é fabricado para concentrar maior energia calorifica, oque cria uma junção perfeita tipo triangular entre a sustentabilidade, a cozinha limpa e eficiência energética.

Referências Bibliográficas

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