do carvão de bambu. São apresentados dados acerca do processo de produção e das características
do produto final. O artigo também apresenta uma estimativa de custos para a montagem de um novo
empreendimento para a produção do carvão ativo de bambu. Por fim, conclui-se que tal alternativa
acena com a possibilidade de uma produção economicamente viável e ambientalmente sustentável.
Palavras-chave: carvão de bambu; carvão ativo de bambu; energia.
pela sua velocidade de crescimento. De acordo
1. Introdução
com Choy et all (2005) algumas espécies podem
O Brasil é o país com maior número
crescer até 120 cm em apenas 24 horas.
de tipos de bambu da América Latina (Jahn,
2001). De acordo com um relatório das Nações
Possibilidades de Utilização
Unidas de março de 2005, o país possui mais
(...)
de 130 espécies da planta. Contraditoriamente,
o potencial do bambu brasileiro ainda é pouco
4. A Produção do carvão de bambu
explorado em comparação com os usos que se
Há dois tipos possíveis de carvão de
fazem em outros países, como China e Índia.
bambu a serem produzidos. O carvão de bambu
Um dos possíveis usos do bambu é
simples e o carvão de bambu ativado. Assim
na geração de energia. Isso se dá através da
sendo, a produção pode se dividir em 4 ou 5
produção do carvão de bambu. Essa alternativa
grandes etapas. As quatro primeiras são comuns
é viável e gera benefícios múltiplos. Constitui
aos dois tipos. O processo se inicia na extração
uma grande possibilidade de desenvolvimento
do bambu. Em seguida há um processo de cura
econômico e acena com uma exploração
ou secagem. Após a secagem se inicia o terceiro
sustentável. O maior conhecimento dessa
e mais importante processo, o de carbonização.
tecnologia é vital para o desenvolvimento
O carvão de bambu é um subproduto do
da indústria do carvão de bambu que pode
processo de carbonização. A quinta etapa é um
representar um caminho para a elevação da
processo químico de ativação, que gera o carvão
renda e qualidade de vida de regiões pobres não
de bambu ativado.
só no Brasil, mas também nos demais países do
mundo.
Ilustração 1 - Macroprocesso de
(...)
obtenção do carvão de bambu simples e
ativado
2. Metodologia
Este trabalho faz parte da disciplina
Termodinâmica Aplicada, integrante do curso
de Engenharia de Produção da UFRJ, sob
orientação do Professor Silvio Carlos.
(...)
3. O Bambu
O bambu é uma planta tropical fácil de
ser encontrada em diversos países do mundo
com destaque para os países mais ao sul da
Ásia como China, Índia, Tailândia e Vietnã,
além de alguns países da América Latina,
especialmente o Brasil. O bambu impressiona
1ª Etapa - Extração e Corte
De acordo com Brito (1987) e Presznhuk
(2003), a obtenção do carvão de bambu é
realizada através da coleta dos bambus, ainda
maduros. Retiram-se segmentos dos colmos da
região basal, mediana e apical, ou terminal, dos
bambus secos. Os segmentos são cortados em
cavacos.
O corte deve ser feito de 15 a 30 cm de
distância do solo e logo após um nó, para que
assim evite o acúmulo de água no interior do
colmo que permanece na mata. Este acúmulo na
parte basal pode vir a provocar o apodrecimento
do rizoma, impedindo o crescimento de um
* Av. Monsenhor Ascâneo 591/ apto 102. Barra da Tijuca, Rio de Janeiro – RJ, CEP 22621-060
novo bambu (Cardoso Jr. 2000).
2ª Etapa - Cura
Cardoso Jr. (2000) descreve a etapa de
cura como um procedimento utilizado para
tornar o material menos propenso ao ataque de
insetos. Segundo o autor, a expulsão da seiva
reduz a concentração de amido pela transpiração
das folhas. Alguns autores não consideram
essa etapa como necessária para a produção do
carvão de bambu.
O processo de cura inicia-se ainda na
mata. Após ser feita a extração do bambu, deve-
se colocar os talos em posição vertical, sem
retirar suas folhas e ramas, isolando eles do
solo. Este processo conserva a cor natural do
bambu e, de acordo com Hidalgo (1981), 91,6%
dos bambus curados na mata foram menos
atacados que os não curados. Este processo dura
de 4 a 8 semanas.
3ª Etapa - Processo de secagem
Há três diferentes processos de secagem:
Secagem ao ar livre
Este processo dura de 6 a 12 semanas.
Este método implica que os bambus estejam
cobertos e isolados do solo em plataformas
elevadas de aproximadamente 30 cm.
Secagem ao fogo
Neste caso, o calor deve ser controlado
para evitar uma secagem muita rápida. Os
bambus devem também ser movimentados
permitindo uma secagem mais uniforme
(Hidalgo, 1981).
Secagem em estufa
Para este processo utilizam-se estufas
convencionais, semelhantes as usadas para
secagem de madeira. Ele é recomendado para a
secagem em larga escala. Envolve custos mais
altos, porém possui um dispêndio de tempo
muito menor, da ordem de 2 a 3 semanas.
4ª Etapa - Carbonização
A carbonização do bambu gera dois
principais produtos: o carvão de bambu e
o líquido pirolenhoso ou vinagre de bambu
(Umezawa, 2002). A carbonização pode ser
realizada em forno simples. A produção de
carvão de bambu representa uma alternativa
para o setor agrícola e o industrial (Beraldo
e Azzini, 2004), e pode ainda contribuir para
a preservação de florestas nativas. A tabela 1
apresenta a porcentagem de carvão vegetal que
é produzido através da extração de mata nativa e
de áreas de cultivo. Sendo o bambu uma planta
de fácil cultivo e rápido crescimento, acredita-
se que o maior uso desse carvão pode contribuir
para a redução desses índices:
Tabela 1 - Consumo proveniente de
matas nativas e de áreas de cultivo. Fonte:
A.M.S. 2003
Pela ação da temperatura, o bambu é
aquecido, decompondo-se em uma matéria
sólida, o carvão vegetal, e em gases voláteis.
Uma parte desses gases é condensável e,
depois de liquefeita, se transforma no líquido
pirolenhoso (Brito et. Al. 1987).
Gomes & Oliveira (1980) definem a
carbonização como um processo que ocorre
quando o material é aquecido em temperaturas
superiores a 300, com a presença de uma
quantidade controlada de oxigênio, gerando
o desprendimento de vapor d`água, gases
não condensáveis, carvão — concentração de
carbono fixo — e líquidos orgânicos.
O liquido pirolenhoso é uma mistura
complexa de compostos orgânicos com cerca
de 200 substâncias, como ácido acético, ácido
fórmico, ácido butírico, fenóis, aldeídos,
álcoois, entre outros. Devido à grande
quantidade de ácidos, o Ph deste produto varia
entre 2,2 e 3,1 (Qisheng et al 2003, citado). A
principal indicação de uso desse produto é na
agricultura orgânica.
A obtenção do líquido pirolenhoso é
considerada como um modo de agregar valor
na produção e possui a utilidade também
de controle e prevenção de insetos para a
agricultura (Encarnação, 2001). O líquido
pirolenhoso é apontado ainda como agente de
melhoria da assimilação dos nutrientes quando
adicionado à ração de animais.
Ainda de acordo com Encarnação (2001),
a obtenção do líquido pirolenhoso minimiza
o impacto ambiental gerado pela produção de
carvão, uma vez que para sua geração faz-se
necessária a captação da fumaça proveniente da
carbonização.
Outro subproduto da carbonização
é a obtenção de energia elétrica. Existem
ainda poucas pesquisas relacionadas às
potencialidades dos gases liberados na
carbonização do bambu. Entretanto, em
Manipur na Índia, está em funcionamento uma
unidade de produção de eletricidade que gera
cerca de 100 KW através dos gases resultantes
da queima do bambu (CIBART, 2004).
Ilustração 2 – Representação da
etapa de carbonização do bambu e seus
subprodutos.
5ª Etapa - Ativação
Por meio de processos físicos e
químicos, pode-se realizar a ativação do carvão,
transformando-o em carvão ativado (Peznhuk,
2003).
Os detalhes do processo químico foram
descritos por Choy et al (2005). Tais dados não
serão aqui reproduzidos pois fogem ao escopo
deste trabalho.
5. Propriedades do carvão de bambu
Os dados acerca do carvão de bambu que
serão expostos nessa seção são resultado de uma
experiência desenvolvida por Brito et al (1987).
Baseando-se na afirmação de Qisheng
et al (2003) de que as propriedades físicas e
mecânicas do carvão de bambu diferem de
acordo com a temperatura de carbonização e
com a espécie de bambu utilizada, a experiência
foi realizada com diferentes espécies ou
variedades de bambu.
As espécies de bambu escolhidas foram
Bambusa vulgaris var. vittata, Bambusa
vulgaris var. vulgaris, Bambusa tuldoides,
Dendrocalamus
giganteus
e
Guadua
angustifolia. Foram coletados colmos de 3 a
4 anos de idade em três distintas posições do
bambu. Como elemento comparativo foram
utilizadas amostras de eucalipto da espécie
Eucalyptus urophylla coletadas de cinco árvores
distintas.
Caracterizações dos materiais
Tabela 2 - Rendimento de produtos -
peso seco. Fonte: Brito et al (1987)
Tabela 3 - Caracterização física do
carvão. Fonte: Brito et al (1987)
Tabela 4 – Dados aquecimento em
forno mulfa. Fonte: Petznhuk (2003)
Avaliação macro dos resultados
Sangbum et. al. (2001) ressalta algumas
características especiais do carvão de bambu
como a emissão de grandes quantidades de raios
infravermelhos, a geração de íons negativos,
o efeito eletro-magnético e anti-bacteriano,
além de possuir grande quantidade de poros,
ou micro-orifícios. Segundo Bonoldi (s.d.),
esses poros permitem ao carvão de bambu
grande capacidade de adsorção, ou fixação
física de uma substância na outra. HongBo et.
al. (2001) revela a obtenção de carvões com
área de superfície específica de até 2610 m2/g,
sendo que os carvões ativados de alta qualidade
possuem superfície de 2000m2/g (Mayer, 1975).
De acordo com Perzhunk (2003) o carvão
de bambu possui muitas utilizações, tais como:
•
Capacidade de retenção de
amônia, alcançando valores de retenção acima
de 70% e, de sulfeto, acima de 80% (Sangbum e
Suduk, 2001);
• Absorção
de
compostos
orgânicos, trihalometanos, íons cloro, íon
sulfeto e nitrato (Qisheng et. al., 2003; Sangbum
e Suduk, 2001);
•
Capacidade de retenção de
metais como chumbo, ferro, cobre e zinco
(Sangbum e Suduk, 2001);
•
Como filamento para compor
lâmpadas elétricas (Mcclure, 1993; Shao et. al.,
2002);
•
Para fins energéticos, como
carvão vegetal (Brito et. al., 1987);
•
Como
medicamento,
para propósitos farmacêuticos (Mcclure,
2000), provavelmente para o tratamento de
intoxicações;
•
Efeito antioxidante em óleos de
fritura (Fuduka et. al., 2001);
•
Purificação
do
ambiente
(Qisheng et. al., 2003; Sangbum e Suduk,
2001).
6. Estimativa de custos para um novo
empreendimento
Nesta seção são mostrados dados
acerca da viabilidade técnica e econômica
para a produção de carvão ativo de bambu.
Os dados estão baseados em um estudo de
Choy et al (2005), no qual foi considerado
um empreendimento capaz de carbonizar 30
toneladas de bambu por dia, gerando cerca
de 6,6 toneladas de carvão ativo e 300kW de
eletricidade.
A estimação completa de custo da planta
é composta por duas partes: o investimento
inicial e o custo de produção.
Tabela 5 - Equipamentos necessários
para o novo empreendimento. Fonte: Choy et
al (2005)
Tabela 6 - Custos diretos para a
montagem do empreendimento. Fonte: Choy
et al (2005)
Tabela 7 - Custos indiretos. Fonte:
Choy et al (2005)
O somatório dos custos de equipamentos,
custos diretos e custos indiretos nos leva à
estimativa do custo inicial do empreendimento
de US$ 7.171.610,00. Vale lembrar que este
empreendimento tem capacidade de produção
de 6,6 toneladas de carvão ativo de bambu e
gera, como subproduto, 300 kW de energia
elétrica.
7. Conclusões
As características físicas do carvão
de bambu apontam para a viabilidade de
utilização deste no mercado de carvão vegetal.
O processo de produção do carvão de bambu
gera subprodutos que também podem ser
comercializados, agregando, portanto, grande
vantagem comercial ao empreendimento.
O artigo não se aprofunda na questão
ambiental. No entanto, uma consideração
pode ser feita neste campo. A elevada taxa
de crescimento experimentada pelas diversas
espécies de bambu, possibilita a minimização da
extração de matéria prima de florestas nativas
para a geração dos carvões vegetais.
Por fim, ressalta-se o elevado grau de
utilização que o bambu possui em países do
sul da Ásia e a contribuição deste vegetal
na elevação do nível de vida das populações
desses locais. Tal fato nos remete à reflexão
de que a ampliação do uso do bambu no Brasil
poderia gerar efeito semelhante sobre a nossa
população.
8. Bibliografia
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sede da APASC. Trabalho final de graduação
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Estação de Tratamento de Esgoto por Zona de
Raízes: Tecnologia Ambiental e Socialmente
Adequada. Dissertação de Mestrado defendida
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CEFET/PR, Curitiba. 2004.
RÉGIS, Frederico Menezes. Ecodesign:
Potencialidades do Bambu. Monografia como
requisito da disciplina Projeto Experimental
para graduação no curso de Design com
habilitação em comunicação visual e ênfase em
meios digitais, UNIFACS. 2004.
UMEZAWA, H. A. Uso do Potencial
do Bambu para o Desenvolvimento Local
Sustentável: Estudo de Caso da Colônia Parque
Verde, Município de Fazenda Rio Grande – PR.
Dissertação de Mestrado defendida no programa
de Pós-graduação em tecnologia,
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