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Vol. 06 - Nยบ 49 - Mai/Jun 2020

www.revistabiomassabr.com

ISSN-2525-7129


Índice

Expediente

www.revistabiomassabr.com EDIÇÃO Grupo FRG Mídias & Eventos DIREÇÃO COMERCIAL Tiago Fraga COMERCIAL Cláudio F. Oliveira CHEFE DE EDIÇÃO Dra. Suani Teixeira Coelho CONSELHO EDITORIAL Javier Escobar ― USP, Cássia Carneiro ― UFV, Fernando Santos ― UERS, José Dilcio Rocha ― EMBRAPA, Dimas Agostinho ― UFPR, Luziene Dantas ― UFRN, Alessandro Sanches ― USP, Horta Nogueira ― UNIFEI, Luiz A B Cortez ― Unicamp, Manoel Nogueira ― UFPA, Vanessa Pécora ― USP SUPERVISÃO Eliane T. Souza, Cristina Cardoso REVISÃO Maria Cristina Cardoso DISTRIBUIÇÃO Carlos Alberto Castilhos REDES SOCIAIS Matheus Vasques (WEB CONECTE) EDIÇÃO DE ARTE E PRODUÇÃO Gastão Neto - www.vorusdesign.com.br COLABORADORES Sabrina Vieira, Breno M. de Deus, Matheus P. Postigo, Eduardo S. Bittencourt, Luciana de P. S.Vandenberghe, Ícaro da S. Misquita, Alessandra Camelo, Patricia H. L. dos S. Matai, Julia A. Gea, Elaine C. Leonello, Welks S. da Silva, Saulo P. S. Guerra, Jackson E. S. Stein, Andersson D. Steffler, Eduardo Canepelle, Darlan W. da Silva, Marciel Redin, Rafaela P. Parmeggiani, Luiz C. Ribas DISTRIBUIÇÃO DIRIGIDA Empresas, associações, câmaras e federações de indústrias, universidades, assinantes, feiras e eventos dos setores de biomassa, agronegócio, cana-de-açúcar, florestal, biocombustíveis, setor sucroenergético e meio ambiente.eventos do setor de energia solar, energias renováveis, construção sustentável e meio ambiente. VERSÕES:

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04 Métodos de pré-tratamento em materiais lignocelulósicos para produção de biogás

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Oportunidade para expansão do cultivo de cana-de-açúcar no Estado de São Paulo

20 Comparação de metodologia de secagem de diferentes biomassas

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Potencial de produção de biomassa e etanol celulósico a partir de plantas de cobertura do solo

A Revista Brasileira de Biomassa e Energia é uma publicação do OS ARTIGOS E MATÉRIAS ASSINADOS POR COLUNISTAS E OU COLABORADORES, NÃO CORRESPONDEM A OPINIÃO DA REVISTA BIOMASSABR, SENDO DE INTEIRA RESPONSABILIDADE DO AUTOR.

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MÉTODOS DE PRÉ-TRATAMENTO EM MATERIAIS LIGNOCELULÓSICOS PARA PRODUÇÃO DE BIOGÁS Sabrina Vieira1, Breno Martins de Deus2, Matheus Pereira Postigo3, Eduardo Sydney Bittencourt4, Luciana de Porto Souza Vandenberghe5 1

Mestranda- UTFPR, Ponta Grossa, Paraná, savieira015@gmail.com 2 Graduando- UTFPR, Ponta Grossa, Paraná 3 Doutor- UTFPR, Ponta Grossa, Paraná 4 Doutor- UTFPR, Ponta Grossa, Paraná 5 Doutora – UFPR, Curitiba, Paraná

RESUMO A biomassa lignocelulósica é um dos materiais utilizados para a produção de biogás, porém apresenta uma estrutura complexa formada por lignina, celulose e hemicelulose, sendo necessária a utilização de processos de pré- tratamento para realizar o fracionamento de seus componentes principais e a disponibilização de açúcares fermentescíveis. Na literatura, podemos encontrar diferentes tipos de pré-tratamentos existentes, classificando-se em físicos, químicos e biológicos. Este trabalho teve como objetivo analisar os cinco artigos mais impactantes dos últimos cinco anos, acerca dos métodos de pré-tratamentos utilizados para material lignocelulósico, e posterior produção de biogás. Palavras-chave. Biogás. Material lignocelulósico. Pré-tratamento.

“ASSEGURAR O ACESSO CONFIÁVEL, SUSTENTÁVEL, MODERNO E A PREÇO ACESSÍVEL À ENERGIA PARA TODAS E TODOS”

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m 2015, líderes mundiais reuniram-se na sede da ONU (Organização das Nações Unidas) para decidir acerca do futuro do mundo. Dentre as decisões tomadas, estão os “17 Objetivos do Desenvolvimento Sustentável”, que constituem uma referência de ações a serem cumpridas até o ano de 2030 visando à construção de um mundo mais justo e sustentável. Um dos objetivos contemplados nesta lista diz respeito à energia limpa e acessível: “assegurar o acesso confiável, sustentável, moderno e a preço acessível à energia para todas e todos”, que impõe o desafio do aumento da participação de energias renováveis na matriz energética global. O biogás é um combustível obtido a partir da digestão anaeróbia

de matéria orgânica e apresenta-se como uma energia renovável com potencial de crescimento no Brasil para os próximos anos (Ministério de Minas e Energia). A biomassa lignocelulósica é um dos materiais utilizados para a produção de biogás, porém apresenta uma estrutura complexa formada por lignina, celulose e hemicelulose que torna necessária a utilização de processos de pré-tratamento que promovam o fracionamento de seus componentes principais e a disponibilização de açúcares fermentescíveis. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo analisar os cinco artigos mais impactantes dos últimos cinco anos, acerca dos métodos de pré-tratamentos utilizados para material lignocelulósico, e posterior produção de biogás.


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Material e Métodos Este trabalho possui caráter exploratório e apresenta uma análise bibliométrica para ampliar o conhecimento da temática em questão, sendo realizada uma revisão sistemática de literatura, de acordo com o Methodi Ordinatio (PAGANI, KOVALESKI, RESENDE, 2015). O método utilizado é uma metodologia multicritério de tomada de decisão (Multi-Criteria Decision Aid–MCDA) na seleção de artigos científicos para composição de um portfólio bibliográfico. Foi realizada a busca na base de dados Science Direct utilizando as palavras- chave: “pretreatment”, “lignocellulosic material”, “biogas”, com o comando booleano “AND” para formar a sentença de busca. Foram selecionados artigos de pesquisa referentes ao intervalo de tempo de cinco anos (2014- 2019). Após a seleção de artigos, através da continuidade da aplicação do Methodi Ordinatio, foi possível elencar os cinco trabalhos mais relevantes relacionados ao tema pesquisado. Resultados e discussão Após a realização da busca na base de dados escolhida, houve o total de 16 artigos relacionados com as palavras- chave inseridas. 6

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Aplicando o Methodi Ordinatio pode-se classificar os trabalhos por relevância, considerando os fatores: número de citações, fator de impacto da revista em que foi publicado e ano da publicação. Os trabalhos selecionados e os respectivos métodos utilizados são listados na tabela abaixo. No trabalho de Bolado-Rodríguez et al.(2016), foram utilizados quatro pré-tratamentos diferentes para ambas as amostras de estudo (palha de trigo e bagaço de cana), e analisadas em fração líquida e sólida. O líquido do pré-tratamento possui liberação de concentração de açúcares, sólidos voláteis e compostos de degradação que podem afetar significativamente a digestão anaeróbica da biomassa pré-tratada. Como resultado desse estudo, para ambos os substratos, houve baixa liberação de açúcares em todos os casos, exceto para líquidos de pré-tratamento de ácido diluído. Esta liberação elevada de sólidos voláteis pode estar relacionada com o efeito deste pré-tratamento em alterar a estrutura da lignina, que quando é alterada possibilita a quebra dos açúcares complexos de celulose e hemicelulose em açúcares simples e os tornam acessíveis aos microrganismos. Foram realizadas análises na fração sólida, e para o pré-tra-

tamento térmico os dois substratos apresentaram resultados inferiores ao do teste em fração líquida, o que se deve ao fato da solubilização dos sólidos voláteis no líquido. A condição de pré-tratamento com ácido diluído apresentou atividade metanogênica, porém baixa. Para pré- tratamento alcalino diluído foi obtido o maior rendimento de metano, e no pré- tratamento alcalino peróxido há a produção do gás, porém com um estágio de atraso entre o 7° e 20° dia da digestão, e após esse tempo ela reinicia. No estudo de Amnuaycheewa et al. (2016), em palha de arroz foram utilizados três parâmetros com ácidos orgânicos: acético (C2H4O2), cítrico (C6H8O7), oxálico (C2H2O4), e ácido clorídrico (HCl), este utilizado como ácido inorgânico para fazer um comparativo com os ácidos orgânicos. As alterações estruturais na amostra foram analisadas por FTIR (espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier), e os resultados mostraram que a lignina foi significativamente removida durante o pré- tratamento. As amostras foram tratadas conforme a metodologia de superfície de resposta (RSM) aplicada no estudo, e seguiram para hidrólise enzimática. A eficiência do pré-tratamento de cada condição expe-


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PRÉ- TRATAMENTOS TÉRMICOS E QUÍMICOS FORAM OS MAIS UTILIZADOS NA FAIXA TEMPORAL SELECIONADA. DESTACA-SE A AUSÊNCIA DE TRABALHOS UTILIZANDO PRÉTRATAMENTOS BIOLÓGICOS PARA A PRODUÇÃO DE BIOGÁS, O QUE REPRESENTA A POSSIBILIDADE DE UMA ÁREA PROMISSORA PARA PESQUISAS NA ATUALIDADE... rimental foi avaliada com base no grau de sacarificação das palhas de arroz pré-tratadas usando misturas de enzimas celulase. O pré-tratamento com ácido oxálico apresentou o rendimento mais elevado de açúcar, seguido por ácido clorídrico, ácido acético e ácido cítrico. Neste estudo, podem-se observar as potenciais aplicações de ácidos orgânicos como pré- tratamento para aumentar a eficiência de sacarificação da celulase. Foi avaliado também o potencial de produção de biogás a partir da biomassa lignocelulósica pré- tratada, e os rendimentos obtidos a partir das amostras de ácido orgânico pré-tratadas foram superiores aos com o tratamento com ácido inorgânico. A partir da análise FTIR, concluiu-se que os ácidos orgânicos têm um bom potencial para remover compostos inibidores de lignina e de modificação da estrutura celulósica para maior susceptibilidade à degradação enzimática. Esses ácidos orgânicos podem ser obtidos de fontes renováveis, tornando o processo mais sustentável. No estudo de Mancini et al.(2018) foi investigado o efeito de três métodos de pré-tratamento químico em palha de trigo para produção de biogás: solvente orgânico N-metilmorfolina N-óxido (NMMO) a 120°C durante 3h, método organosolv, com etanol como o solvente orgânico a 180°C durante 1h, e pré-tratamento alcalino com NaOH a 30°C durante 24h. Todos os pré-tratamentos foram eficazes no aumento do rendimento de produção de biogás de palha de trigo. Houve aumento de 11% (em relação à matéria-prima não tratada) pelo tratamento prévio de NMMO

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e 15% sobre o pré-tratamento alcalino e organosolv. O pré-tratamento alcalino foi o mais eficaz na remoção da fração de lignina. No trabalho realizado por Hashemi, Karimi e Mirmohamadsadeghi (2019) investigou-se o tratamento hidrotérmico em palha de cártamo, em condições de 120, 150, e 180°C durante 1, 2, e 5 horas, respectivamente. O pré-tratamento resultou num sólido contendo principalmente celulose, e um líquido contendo monômeros de hemicelulose. O rendimento mais elevado na fração sólida foi obtido nas condições de pré-tratamento de 120°C durante 1h e mostrou melhoria de produção de biogás em 98,5%, comparando com a palha não tratada. Os inibidores mais importantes produzidos no pré-tratamento hidrotérmico são furfural, 5-hidroximetilfurfural (HMF) e ácido acético. Neste estudo foi relatado que no pré-tratamento a 180°C, baixas concentrações destes inibidores foram produzidas (não excedendo os valores admitidos para a digestão anaeróbica). Utilizando análise FTIR, foi possível constatar que houve alteração do índice de cristalinidade da amostra, que passou de celulose cristalina para amorfa, o que demonstra um material mais acessível e degradável para celulases e microrganismos. Rajput, Zeshan e Visvanathan (2018) analisaram o efeito de pré-tratamento térmico sobre a digestão anaeróbica de palha de trigo. Foram utilizadas temperaturas de pré-tratamento de 120, 140, 160 e 180°C e os resultados foram comparados com palha de trigo não tratadas.

Elevada produção de biogás e redução de sólidos voláteis foi observada na temperatura de pré-tratamento de 180°C, em comparação com controle não tratado. Observou-se uma redução considerável em hemicelulose e lignina devido ao pré-tratamento térmico, que também contribui para uma maior produção de biogás. O tratamento térmico apresentado no estudo de Bolado-Rodríguez et al.(2016) teve resultados positivos na produção de biogás, o estudo de Hashemi, Karimi e Mirmohamadsadeghi (2019) e de Rajput, Zeshan e Visvanathan (2018) mostrou resultados semelhantes acerca da produção de biogás nas condições de 180ºC, isso se dá possivelmente pela diminuição de formação de compostos inibidores da fermentação anaeróbica. Nos tratamentos ácidos apresentados, houve a detecção de presença de HMF e furfural (Bolado-Rodríguez et al., 2016), o que acarretou resultados negativos relativos à produção de metano, visto que estes são alguns dos principais compostos inibidores da digestão anaeróbica. Já no trabalho realizado por Amnuaycheewa et al. (2016), os ácidos orgânicos utilizados apresentaram-se eficientes na quebra da estrutura lignocelulósica, preparando a biomassa para a hidrólise enzimática e melhorando a produção de biogás; ressalta-se a utilização de um delineamento experimental nesse estudo, analisando previamente os parâmetros do pré- tratamento (temperatura, tempo e concentração dos ácidos). O tratamento alcalino no estudo de Bolado-Rodríguez et al.(2016) teve a obtenção de maiores rendimentos de metano, quando realizado o


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teste em fração sólida. Para Mancini et al.(2018) o pré- tratamento alcalino foi o mais eficaz na remoção de lignina. No estudo de Bolado-Rodríguez et al.(2016) também foi analisado o pré- tratamento peróxido alcalino, que mostrou uma baixa produção de metano nos dias iniciais, devido à presença de produtos químicos residuais desse prétratamento. Por não ocorrer adição de produtos químicos, os pré-tratamentos hidrotérmicos evitam problemas de corrosão em equipamentos e diminuem a formação de compostos tóxicos. Também possuem a vantagem da menor necessidade de produtos químicos para a neutralização dos hidrolisados produzidos, e menor quantidade de resíduos gerados, comparando com outros processos. O pré- tratamento com ácido tem como vantagem o seu baixo custo, porém é corrosivo e gera compostos tóxicos. O pré-tratamento alcalino é utilizado para materiais com um maior teor de lignina e leva o uso de bases de sódio, potássio, cálcio e amônia. Conclusões A partir do levantamento de estudos realizados sobre a temática de pesquisa, pode-se concluir que os pré- tratamentos térmicos e químicos foram os mais utilizados na faixa temporal selecionada. Destaca-se a ausência de trabalhos utilizando pré- tratamentos biológicos para a produção de biogás, o que representa a possibilidade de uma área promissora para pesquisas na atualidade. Os estudos analisados apresentaram resultados positivos na melhoria de produção de metano, reforçando assim a necessida-

de e eficiência de pré- tratamentos para os materiais lignocelulósicos visando à produção de biocombustível gasoso. Referências AMNUAYCHEEWA, P. et al. Enhancing enzymatic hydrolysis and biogas production from rice straw by pretreatment with organic acids. Industrial Crops and Products, v. 87, p. 247–254, 2016. Disponível em: <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S0926669016302990>. Acesso em: 06 maio 2019. BOLADO-RODRÍGUEZ, Silvia et al. Effect of thermal, acid, alkaline and alkaline-peroxide pretreatments on the biochemical methane potential and kinetics of the anaerobic digestion of wheat straw and sugarcane bagasse. Bioresource Technology, v. 201, p. 182–190, 2016. Disponível em: <http://www.sciencedirect. com/science/article/pii/S096085 2 4 1 5 0 1 5 8 0 1 > . Acesso em: 06 maio 2019. Conheça os novos 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU. ONU Brasil, 2017. Disponível em: <https://nacoesunidas. org/conheca-os-novos-17-objetivos-de-desenvolvimento-sustentavel-da-onu/>. Acesso em: 02 de maio2019. HASHEMI, S. S.; KARIMI, K; MIRMOHAMADSADEGHI, S. Hydrothermal pretreatment of safflower straw to enhance biogas production. Energy, v. 172, p. 545–554, 2019. Disponível em: <http://www. sciencedirect.com/science/article/ pii/S0360544219301653>. Acesso

em: 06 maio 2019. MANCINI, Gabriele et al. Increased biogas production from wheat straw by chemical pretreatments. Renewable Energy, v. 119, p. 608– 614, 2018. Disponível em: <http:// www.sciencedirect.com/science/ article/pii/S0960148117312491>. Acesso em: 06 maio 2019. Matriz Energética Nacional 2030 / Ministério de Minas Energia; colaboração Empresa de Pesquisa Energética. Brasília:MME: EPE, 2007. p. 254: il. Disponível em: <https:// www.mme.gov.br/web/guest/publicacoes-e-indicadores/matriz-energetica-nacional-2030> Acesso em: 06 maio 2019. PAGANI, Regina Negri; KOVALESKI, João Luiz; RESENDE, Luis Mauricio. Methodi Ordinatio: a proposed methodology to select and rank relevant scientific papers encompassing the impact factor, number of citation, and year of publication. Scientometrics, [s.l.], v. 105, n. 3, p.2109-2135, 12 set. 2015. Springer Nature. http:// dx.doi.org/10. 1007/s11192-0151744-x. Disponível em: <https:// link.springer.com/article/10.1007/ s11192-015-1744-x>. Acesso em: 02 maio 2019. RAJPUT, A. A.; ZESHAN; VISVANATHAN, C. Effect of thermal pretreatment on chemical composition, physical structure and biogas production kinetics of wheat straw. Journal of Environmental Management, v. 221, p. 45–52, 2018. Disponível em: <http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S0301479718305309>. Acesso em: 06 maio 2019.

POR NÃO OCORRER ADIÇÃO DE PRODUTOS QUÍMICOS, OS PRÉ-TRATAMENTOS HIDROTÉRMICOS EVITAM PROBLEMAS DE CORROSÃO EM EQUIPAMENTOS E DIMINUEM A FORMAÇÃO DE COMPOSTOS TÓXICOS.

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Oportunidade para expansão do cultivo de cana-de-açúcar no Estado de São Paulo atendendo demandas do RenovaBio Ícaro da Silva Misquita1, Alessandra Camelo2, Patricia Helena Lara dos Santos Matai3 1,2,3 Programa de Pós-Graduação em Energia do Instituto de Energia e Ambiente PPGE/IEE, Universidade de São Paulo – USP, São Paulo, SP, Brasil. icaromisquita@gmail.com

RESUMO A cana-de-açúcar é uma importante gramínea cultivada no Brasil e desempenha um papel secular como a matéria prima principal do setor sucroalcooleiro. Em um cenário mais atual, demandas presentes e futuras de biocombustíveis vêm sendo impulsionadas por compromissos internacionalmente firmados pelo Brasil em matéria de ação climática, resultando em políticas públicas internas como o RenovaBio. Neste contexto, entende-se que para atender as demandas de etanol intensificadas pelo RenovaBio serão necessárias mais do que novas variedades e soluções biotecnológicas: a área plantada com a cultura sucroenergética precisa ser expandida. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi o de identificar áreas marginais ainda disponíveis no Estado de São Paulo para expansão do cultivo de cana-de-açúcar para fins de biocombustíveis. Para tal, imagens de sensoriamento remoto foram obtidas e analisadas utilizando ferramenta de geoprocessamento de modo a determinar a existência de tais áreas em hectares (ha). O software utilizado para análises de geoprocessamento foi o QGis versão 3.4.7 Madeira, além de shapefiles e rasters relacionados. Inicialmente, o Mapa de Altitude foi elaborado. Em seguida, foi então elaborado o mapa sobreposto da Altitude, Zoneamento Agroecológico da Cana-de-Açúcar (ZAE) e Unidades de Conservação Estaduais e Federais atualmente existentes no Estado. Com isso, foi possível elaborar o Mapa de Áreas Marginais e determinar o total de hectares existentes. Por fim, identificou-se que no Estado de São Paulo existem cerca de 42.150,18 ha de áreas marginais que, se cultivados com cana-de-açúcar, produziriam a quantidade considerável de até 3,2 milhões de toneladas de biomassa anualmente. Além disso, as áreas marginais identificadas neste estudo representam não só uma oportunidade de incremento na produção de biomassa, mas também responsável do ponto de vista sócio-ambiental para expansão do cultivo de cana-de-açúcar para fins bioenergéticos. Palavras-chave. Sistema de Informações Geográficas. Geoprocessamento. Área marginal. Marginal land. Bioenergia.

Introdução A cana-de-açúcar é uma importante commodity do agronegócio brasileiro ainda não superada enquanto carro chefe do setor sucroalcooleiro (SCHEITERLE et al., 2018). A gramínea Saccharum officinarum é reconhecidamente uma matéria prima versátil empregada na obtenção de diversos produtos, incluindo açúcar, bioetanol de primeira e segunda gerações, além de iguarias nacionais como o aguardente, melado e rapadura (IBGE, 2017). Entretanto, nas últimas décadas a produção de cana-de-açúcar mais do que dobrou visando atender as demandas de bioenergia para redução da dependência de derivados de petróleo e mitigação da emissão de gases envolvidos no aquecimento global e mudanças climáticas (BORDONAL et al., 2018). O País vem realizando diversos esforços para cumprir acordos internacionalmente fir14 Revista Biomassa BR

mados para combate ao aquecimento global via mitigação da emissão dos gases de efeito estufa (GEEs), incluindo o recém lançado Programa RenovaBio. O RenovaBio caracteriza-se como uma iniciativa que estimula todo o setor sucroalcooleiro e mitigação de GEEs, aplicando a Renovacalc para determinação da intensidade de carbono dos biocombustíveis com base na Avaliação do Ciclo de Vida (SCACHETTI et al., 2018) Dentro do território Nacional, o Estado de São Paulo destaca-se desde os tempos do Brasil colônia, onde já era vanguarda na produção de cana-de-açúcar. Com o passar do tempo, o Estado passou a ser líder nacional na produção absoluta da cultura, atingindo 37.865,9 mil toneladas na última safra 2017/2018 (CONAB, 2018). Em 2017 a cana foi responsável por 28,4% na Oferta Interna de Energia (OIE-SP), o maior índice entre as fontes renováveis que somadas totalizaram 43,4% (SEM, 2018). Con-


siderando o cenário atual e demandas futuras, mesmo com novas variedades no mercado, além de soluções biotecnológicas que garantem alta produtividade, faz-se necessária a expansão das plantations desta cultura energética. Atualmente, o Estado São Paulo preserva cerca de 27,82% e de acordo com o zoneamento agroecológico (ZAE) da cana-de-açúcar 64,87% da área total do estado de São Paulo é ocupada por esta commodity (EMBRAPA SOLOS, 2009). Com isso, é importante conhecer as oportunidades de expansão das lavouras de cana em áreas marginais em regiões produtoras como o Estado de São Paulo. Segundo Gelfand et al. (2013), as áreas consideradas marginais (do Inglês, marginal lands) podem ser definidas como de baixa produtividade devido a pobreza de nutrientes, limitações edafoclimáticas inerentes do local, além da localização em áreas vulneráveis à erosão e outros riscos ambientais diversos quando cultivadas. Neste contexto, o objetivo do presente estudo foi apontar áreas com potencial para expansão do cultivo de cana respeitando Unidades de Conservação federais e estaduais e excluindo terras com aptidão para produção dedicada de alimentos, buscando evitar a clássica máxima de “biocombustíveis x alimento”.

O Modelo digital de elevação (MDE) foi obtido através do site da Embrapa (MIRANDA, 2005), mosaicados em formato raster e contendo as cotas de altitude, sendo estas obtidas pelo satélite SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). Os mosaicos de relevo que englobam a área de estudo foram obtidos e unidos utilizando o comando merge localizado no menu Raster Miscellaneous, recortadas no formato que compreende integralmente o Estado São Paulo utilizando o comando Extraction Clip Raster by Mask Layer, no menu Raster no QGis. Além disso, os limites de unidades federais de conservação foram obtidos do site do ICMBio (2019). O mapa vetorial de zoneamento agroecológico da cana-de-açúcar do estado de São Paulo foi obtido através do site GeoInfo da Embrapa (EMBRAPA SOLOS, 2009), e forneceu as áreas

Material e Métodos Localizada na Região Sudeste entre as longitudes 49º O e 22º S está a área total de 248.222,362 km² referente ao Estado de São Paulo. Para inferir sobre áreas para cultivo de cana-de-açúcar no Estado tema deste estudo, foi utilizado o software livre QGis versão 3.4.7 Madeira (QGIS, 2019) e shapefiles relacionados. Os shapefiles utilizados foram unidades de conservação federais (ICMBio, 2019) e unidades de conservação estaduais catalogadas no Ministério do Meio Ambiente (MMA) baixadas utilizando o software online do I3GEO (2015). Inicialmente, os shapefiles foram recortados para a área de interesse compreendendo integralmente o Estado de São Paulo. Para tal foi utilizado o comando clip, localizado no menu Vector Geoprocessing Tools. Em seguida, ambos os layers de unidades de conservação federal e estaduais foram unidos utilizando o comando Data Managment Tools Merge Vector Layers localizados no menu Vector.

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APESAR DE SER O MAIOR PRODUTOR DE CANA-DE-AÇÚCAR NO BRASIL, O ESTADO DE SÃO PAULO AINDA APRESENTA OPORTUNIDADE REAL DE EXPANSÃO EM ÁREAS MARGINAIS VISANDO ATENDER DEMANDA CRESCENTE DE PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEL INCENTIVADAS PELO RENOVABIO de São Paulo em aptidão agrícola baixa, média e alta para o cultivo de cana-de-açúcar. Os mapas de Altitude, Zoneamento Agroecológico de Cana-de-Açúcar e unidades de proteção foram elaborados e, a partir de sua sobreposição, as áreas de baixa aptidão agrícola onde a altitude supera 500 metros foram determinadas caracterizando área marginal com oportunidade para expansão do cultivo de cana-de-açúcar no Estado de São Paulo. Resultados e Discussão O Mapa elaborado para Altitude (Figura A) e obtido para Zoneamento Agroecológico de Cana-de-Açúcar – ZAE (Figura B) estão dispostos no Anexo I deste trabalho. Ambos os mapas subsidiaram a elaboração do Mapa Composto da Altitude, ZAE e Unidades de Conservação Estaduais e Federais atualmente existentes no Estado de São Paulo (Figura 1). O Mapa apresentado na Figura 1 subsidiou a identificação de áreas marginais características segundo Gefland et al. (2013), que atualmente correspondem a cerca de 42.150,18 ha representados pelas áreas demarcadas em vermelho na Figura 2. Apesar de parecer desprezível se comparada a área empregada para cultivo de cana no Estado, ressalta-se que para a análise de georreferenciamento foram excluídas áreas referentes às Unidades de Conservação Federais e Estaduais, bem como terras férteis destinadas a produção de alimentos. Entende-se que a ocupação das áreas marginais identificadas requer eventual superação de barreiras legais, como por exemplo as relacionadas ao arrendamento de terras e outras como interesse do agricultor, que embora sejam importantes, necessitam de análise detalhada caso a caso e vai muito além da proposta do presente trabalho. Ainda, considerando a produtividade média de cerca de 77 ton ha-1 no Estado de São Paulo (CONAB, 2018), estima-se que nas áreas marginais identificadas poderiam ser geradas até 3,2 milhões de toneladas de biomassa por ano. Conclusão Apesar de ser o maior produtor de cana16 Revista Biomassa BR

-de-açúcar no Brasil, o Estado de São Paulo ainda apresenta oportunidade real de expansão em áreas marginais visando atender demanda crescente de produção de biocombustível incentivadas pelo RenovaBio. Não obstante, a devida demarcação das Unidades de Conservação Estaduais e Federais existentes, áreas com baixa aptidão agrícola atualmente ocupadas com pastagens segundo o ZAE, além da não interferência em terras férteis dedicadas para produção de alimentos, foram consideradas na metodologia adotada. A partir das análises de geoprocessamento, identificou-se que no Estado de São Paulo existem cerca de 42.150,18 ha de áreas marginais que, se cultivados com cana-de-açúcar, produziriam a quantidade considerável de até 3,2 milhões de toneladas de biomassa em base anual. Além de São Paulo, outros Estados podem ser objeto de estudo com o mesmo objetivo, visando inferir na oportunidade em escala nacional e sócio-ambientalmente responsável para expansão dos canaviais atendendo demandas do RenovaBio. Agradecimentos Os autores agradecem o apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento do Ensino Superior (CAPES) que através do Programa de Excelência Acadêmica (PROEX) e Bolsas de Demanda Social patrocinou as atividades de Mestrado de Alessandra Camelo e Ícaro da Silva Misquita no Instituto de Energia e Ambiente da Universidade de São Paulo (IEE-USP). Referências Bibliográficas BORDONAL, R. de O. CARVALHO, J. L. N. LAL, R. FIGUEIREDO, E. B. de OLIVEIRA, B. G. de SCALA, N. L. (2018) Sustainability of sugarcane production in Brazil. A review. Agronomy for Sustainable Development V. 38, 13 p. CONAB – COMPANHIA NACIONAL DE ABASTECIMENTO (2018) Observatório Agrícola: Acompanhamento da Safra Brasileira de Cana-de-açúcar, V. 4, 73 p. Disponível em: < https://www.conab.gov. br/info-agro/safras/ cana/boletim-da-safra-de-cana-de-acucar/ item/download/17026_e0504d08aca77ee13e86c2e 7e7f43424


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Artigo

Comparação de metodologia de secagem de diferentes biomassas Julia Amaro Gea1, Elaine Cristina Leonello2, Welks Soares da Silva3, Saulo Philipe Sebastião Guerra4 1

Graduanda em Engenharia Florestal - Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP, Botucatu, São Paulo, Brasil1, juamaro122@gmail.com 2 Pós-Graduanda em Agronomia – Energia na Agricultura - Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP 3 Graduando em Engenharia Florestal - Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP 4 Professor no Depto. Economia, Sociologia e Tecnologia – FCA/UNESP e Coordenador do LABB (Laboratório Agroflorestal de Biomassa e Bioenergia – IPBEN (Instituto de Pesquisa em Bioenergia)

RESUMO A determinação da umidade de uma biomassa é uma das principais e primeiras determinações necessárias para classificação da biomassa, principalmente no quesito energético. Diferentes metodologias vêm sendo executadas a fim de se determinar a umidade e, nesse contexto, o objetivo principal deste trabalho foi comparar metodologias de secagem (secagem em estufa a 65 °C e a 105 °C). Foram analisadas quatro diferentes biomassas, com teores variados de umidade: (1) bagaço de cana-de-açúcar, (2) casca e resíduo de descascamento industrial de eucalipto, (3) folhas e galhos finos de eucalipto e (4) disco de madeira de teca. Observou-se, de forma geral, que ambas temperaturas podem ser empregadas para a determinação da umidade de bagaço de cana-de-açúcar, casca e folha e galhos finos, desde que observada a condição de massa constante, que ocorre mais rapidamente na secagem a 105 °C do que a 65 °C. A madeira de teca apresentou umidade diferente para cada temperatura, portanto é recomendado a utilização da temperatura de 105 °C para tal finalidade. Palavras-chave. Umidade. Bioenergia. Teor de água. Eucalipto. Biomassa residual.

Introdução Secagem pode ser definida como a retirada de um soluto de outro material, seja ele sólido ou líquido, geralmente através da evaporação (OI, 2011), sendo um processo essencial na utilização da biomassa para queima/combustão, visto que ela dificilmente pode ser utilizada em

sua forma natural, ou seja, com teores elevados de umidade (MME, 2008).

tados obtidos (SAMUELSSON; BURVALL; JIRJIS, 2006).

A secagem natural é o procedimento menos oneroso energeticamente e o mais utilizado comercialmente, principalmente por pequenos empreendimentos. No entanto, para análises laboratoriais a secagem é executada de forma artificial, com utilização de estufas e temperaturas mais elevadas em relação à temperatura ambiente a fim de ocorrer a total evaporação da água presente na biomassa (EMBRAPA, 2010).

O objetivo principal do presente trabalho foi comparação da umidade de quatro biomassas diferentes determinada por diferentes metodologias de secagem (secagem em estufa a 65 °C e a 105 °C). Complementarmente, foi identificado o tempo para secagem em cada metodologia adotada e o comportamento das biomassas em contínua exposição à temperatura selecionada pelo período de 14 dias.

Para a escolha do método de secagem é desejável conhecer a composição química do material utilizado, principalmente na seleção da temperatura, visto que alguns compostos orgânicos voláteis podem ser perdidos quando determinadas temperaturas são atingidas, e/ou pela exposição prolongada a uma mesma temperatura, comprometendo assim os resul20 Revista Biomassa BR

Material e Métodos Foram selecionadas quatro diferentes biomassas, com teores variados de umidade, sendo elas: (1) bagaço de cana-de-açúcar recém moído da região de Barra Bonita – SP; (2) casca e resíduo de descascamento industrial de eucalipto triturados;


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(3) folhas e galhos finos de eucalipto recém coletados; e (4) disco de madeira de teca armazenada por seis meses em ambiente coberto. De cada biomassa foram retiradas seis amostras, sendo três encaminhadas para cada uma das duas metodologias de secagem. As amostras foram colocadas em embalagem de papel de massa conhecida, identificadas e pesadas em balança semi-analítica com precisão de 0,01 g marca BEL modelo S4202. Uma parte das amostras foi levada para estufa com ventilação forçada de ar a 65 °C ± 2 °C e a outra parte para uma estufa com ventilação forçada de ar a 105 °C ± 3 °C e a cada 24 h foi realizada a pesagem de todas as amostras na mesma balança pelo período total de 14 dias. As análises foram realizadas no Laboratório Agroflorestal de Biomassa e Bioenergia | IPBEN/ FCA – UNESP. De acordo com diferentes normas que tratam da determinação da umidade, o procedimento de secagem deve ser mantido até que a massa se torne constante. Foi definido, para tanto, que a variação máxima de massa, em duas pesagens consecutivas, não excedesse, em módulo, o valor de 0,5 %. Portanto, quando a variação de massa foi menor que 0,5 %, em duas pesagens consecutivas, considerou-se que a biomassa estava seca. Os dados coletados foram tabelados em planilha eletrônica para análise gráfica e a análise estatística foi realizada utilizando-se o software estatístico R, procedendo-se a análise de variância (ANAVA) para testar a hipótese de médias estatisticamente iguais entre as duas metodologias de secagem adotadas, para cada biomassa.

As umidades determinadas por ambas metodologias apresentam valores estatisticamente iguais para as biomassas de bagaço de cana-de-açúcar (B), resíduo de descascamento industrial de eucalipto (C) e folhas e galhos finos de eucalipto (FG). Para a madeira de teca, a temperatura de 65 °C não resultou no mesmo valor de umidade quando comparada à análise realizada à temperatura de 105 °C. Fato também observado por Samuelsson, Burvall e Jirjis (2006), que identificaram que duas temperaturas diferentes de secagem (80 °C e 105 °C) podem tanto levar a determinação de valores iguais como diferentes de umidade, dependendo da biomassa analisada.

não apresentou diferença em relação ao tempo de residência da biomassa na estabilização da massa, tanto na estufa a 65 °C quanto a 105 °C. Já a biomassa de folhas e galhos de eucalipto necessitou de mais tempo de residência na estufa a 105 °C em relação à estufa a 65 °C para atingir massa constante.

A estabilização da massa, considerada quando houve variação de massa menor que 0,5 %, no caso de amostras com pouco material (baixa massa), como no caso das biomassas B e FG, principalmente, pode ter sofrido influência muito significativa de variações ou erros de leitura do equipamento ou até mesmo do comResultados e discussão A Tabela 2 apresenta os tempos de portamento da embalagem ao longo A massa de cada amostra mensu- estabilização da massa das biomassas da secagem, que pode ser distinto da rada no momento do início da coleta analisadas, sendo que a biomassa de biomassa. de dados (massa úmida), bem como bagaço de cana-de-açúcar e madeira A Figura 1 apresenta o compora massa final (após estabilização da de teca apresentaram estabilização da massa nas condições de cada análise) massa com menos tempo de residên- tamento das biomassas ao longo da e os resultados da determinação da cia na estufa a 105 °C em comparação exposição às duas diferentes temperaumidade, base seca e base úmida, se- à estufa a 65 °C. A biomassa de casca e turas, excluindo-se o período consideresíduos de descascamento industrial rado para determinação da umidade. guem na Tabela 1.

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As regressões, segundo análise de variância, indicam não haver coeficiente angular na tendência da massa de qualquer das biomassas analisadas nas duas condições de temperatura, indicando não haver perda significativa de massa com a exposição ou residência prolongada dessas biomassas à 65 °C ou 105 °C por até 14 dias.

diatos, estruturais ou elementares da biomassa, sendo essa avaliação direcionada para futuros projetos do grupo de estudos do Laboratório Agroflorestal de Biomassa e Bioenergia | IPBEN/FCA – UNESP.

dade, desde que observada a condição de massa constante, que ocorre mais rapidamente na secagem a 105 °C do que a 65 °C. A madeira de teca apresentou umidade diferente para cada temperatura considerada, sendo, portanto, recomendado a utilização da temperatura de 105 °C, conforme preconizado pelas normas mundiais para secagem de madeira.

A metodologia de secagem utilizando a temperatura tanto de 65 °C quanto de 105 °C resultam em mesNo entanto, visualmente pôde-se mo valor de umidade para a biomassa observar diferença de coloração das de bagaço de cana-de-açúcar, casca e biomassas expostas às duas tempera- resíduo de descascamento industrial No geral, a metodologia de secaturas testadas, conforme indicado na de eucalipto e folhas e galhos finos de Figura 2, podendo indicar alguma va- eucalipto. Ambas metodologias po- gem a 65 °C apresenta maior tempo riação nos compostos químicos ime- dem ser empregadas para essa finali- de residência da biomassa na estufa até atingir massa constante a fim de se determinar a umidade, quando comparada à metodologia de secagem a A MADEIRA DE TECA APRESENTOU UMIDADE DIFERENTE 105 °C.

PARA CADA TEMPERATURA CONSIDERADA, SENDO, PORTANTO, RECOMENDADO A UTILIZAÇÃO DA TEMPERATURA DE 105°C 22 Revista Biomassa BR

Referências Bibliográficas EMBRAPA – EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISAS AGROPECUÁ-


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POTENCIAL DE PRODUÇÃO DE BIOMASSA E ETANOL CELULÓSICO A PARTIR DE PLANTAS DE COBERTURA DO SOLO Jackson Eduardo Schmitt Stein1, Andersson Daniel Steffler², Eduardo Canepelle2, Darlan Weber da Silva2, Marciel Redin3

1

Aluno Curso Agronomia Universidade Estadual do Rio Grande do Sul (UERGS), jackson.s.stein@hotmail.com  Aluno Curso Agronomia Universidade Estadual do Rio Grande do Sul (UERGS), 3 Professor orientador de Universidade Estadual do Rio Grande do Sul (UERGS).

RESUMO O petróleo, recurso natural não renovável, é atualmente uma das principais fontes energéticas mundiais. Pesquisas por fontes renováveis e sustentáveis de produção energética, são evidentes. Deste modo, surge a utilização de plantas de cobertura do solo de duplo propósito, que não só atendam a prática de proteção do solo, mas também possam ser utilizadas em biorrefinarias para a produção de bioenergia. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a produção de biomassa de diferentes plantas de cobertura do solo de estação primavera/verão, e posteriormente, realizar uma análise literária da viabilidade do uso destas cultivares para a produção de energia em biorrefinarias. As plantas de cobertura de solo foram conduzidas em delineamento de blocos ao acaso com 6 tratamentos e 3 repetições; Canavalia einsiformis, Cajanus cajan, Crotalaria spectabilis, Penisetum glaucum, Crotalaria juncea, e P. glaucum + C. juncea. As espécies foram semeadas manualmente, em condições naturais de clima e solo, sem controle de pragas e doenças. A determinação de biomassa foi realiza no pleno florescimento das espécies. A análise da viabilidade do uso das cultivares para a produção de energia em biorrefinarias foi feita através de uma análise literária disponível, utilizando modelos teóricos de produção de etanol. A produtividade de biomassa seca foi maior no consórcio entre P. glaucum + C. juncea, produzindo 13.872 kg/ha, as espécies de C. juncea, P. glaucum e C. cajan produziram respectivamente, 13.113 kg/ha, 8402 kg/ha e 7573 kg/ha e, não diferiram estatisticamente. A avaliação da produção teórica de etanol celulósico foi maior no tratamento com as espécies de Crotalaria juncea + Penisetum glaucum, rendendo 1.804 litros de etanol/ha. A utilização de algumas destas espécies pode ser potencialmente relevante em biorrefinarias para a produção de energia. Palavras-chave. Energia, Bioenergia, Biorrefinaria, Sustentabilidade.

Introdução Nos últimos anos a população brasileira está em crescimento, juntamente com o consumo energético aliado a renda per capita (EPE, 2017). Atualmente, o petróleo destaca-se como a principal fonte energética mundial, no entanto, é considerado um recurso não renovável e por este motivo surge novas pesquisas com objetivo de descoberta de fontes renováveis e sustentáveis de produção energética. Existe um número crescente de trabalhos relacionados a utilização de tecnologias já existentes em equipamentos de refinarias de petróleo, para a possível conversão e utilização nas chamadas biorrefinarias (Pervaiz & Correa, 2009) que serão usadas na produção de combustíveis, energia e produtos químicos basebio e, utili24 Revista Biomassa BR

zam biomassa vegetal ou animal para No entanto poucas pesquisas dentro da região Celeiro no Rio Grande do a produção de energia. Sul remetem a utilização de plantas de Neste sentido, os sistemas agrá- cobertura do solo de duplo propósito, rios buscam cada vez mais utilizar os ou seja, que não só atendam a produrecursos disponíveis (água, luz solar e ção de cobertura do solo e seus múlnutrientes) com eficácia e agregar os tiplos benefícios na agricultura, mas 3 pilares da sustentabilidade, social- também possam ser utilizadas em mente justo, economicamente viável biorrefinarias para a produção de bioe ecologicamente correto (Sontag et energia. Portanto, o objetivo do preal., 2016). A produção de plantas al- sente trabalho foi avaliar a produção ternativas, conhecidas como plantas de biomassa de diferentes plantas de de cobertura de solo (palhada), são cobertura do solo de estação primaescolhidas por características pecu- vera/verão, e posteriormente realizar, liares como a grande produção de incluindo uma revisão literária, uma biomassa, rusticidade as adversida- projeção do rendimento de etanol em des edafoclimáticas (Ferreira, 2018), biorrefinarias. e também as suas características físiMaterial e Métodos co-químicas que compõe sua biomassa vegetal (Redin, 2010). Além disso, O experimento foi realizado em buscam-se plantas que possam ser utilizadas no período de entressafra. condições de campo na estação de


primavera/verão de 2018 no município de Bom Progresso – RS, na área experimental da Escola Técnica Estadual Celeiro (ETEC). O solo da área experimental é caracterizado como Latossolo Vermelho Distrófico típico (EMBRAPA, 2013). O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso com seis tratamentos e três repetições: feijão de porco (Canavalia einsiformis), guandu anão (Cajanus cajan), crotalária espectabilis (Crotalaria spectabilis), milheto (Penisetum glaucum), crotalária juncea (Crotalaria juncea), e milheto (P. glaucum) + crotalária juncea (C. juncea). As espécies foram semeadas manualmente, em condições naturais de clima e solo, sem controle de pragas e doenças. As plantas de crescimento espontâneo foram controladas com capinas manuais (quinzenais).

crotalária juncea chegando na produção total de 13872 kg/ha, 57% deste peso equivale a cultura do milheto, os outros 43% são da cultura da crotalária juncea (Tabela 1). Seguido dos melhores desempenhos em produção de biomassa seca, as espécies de crotalária juncea, milheto e feijão de porco produziram respectivamente, 13113,50 kg/ha, 8402,04 kg/ha e 7573,21 kg/ha e, não diferiram estatisticamente (Tabela 1). As menores produções de biomassa foram das espécies de feijão de porco, guandu anão e crotalária espectabilis, que produziram respectivamente 7573,21 kg/ha, 6160,64 kg/ha e 2078,94 kg/ha, não houve diferença estatística no entanto a menor média foi encontrada no tratamento com crotalária espectabilis (Tabela 1).

cea pode chegar a 3t/ha rendendo até 60% desta massa em celulose e, o potencial produtivo na indústria é reduzido quando estas plantas são cultivadas num período de permanência no campo menor que 90 dias. Os valores encontrados referentes a estas pesquisas estão sujeitos ao ano da pesquisa e condições edafoclimáticas do local e tipo de solo. Neste sentido, é importante analisar as características da época do estudo em relação as perspectivas futuras, os anos de 1960 a 1980 foram caracterizados pelo início da indústria da celulose no Brasil (Silva et al., 2014), que remetem a utilização da espécie referida somente para a produção de celulose/papel, são raros os estudos que remetam a quantificação química da biomassa das espécies estudadas com o propósito de sua devida utilização em biorrefinarias.

A determinação de biomassa aérea das plantas foi realiza no pleno florescimento das espécies. Para tal, foram cortados dois segmentos de linhas centrais de 50 cm cada. No consórcio entre milheto e crotalária juncea, foi realizada a separação do material de cada uma das cultivares para análise individual de suas respectivas biomassas. As amostras coletadas foram colocadas em estufa a 65ºC até atingirem peso constante. Os resultados obtidos foram submetidos a análise de variância (Anova) os tratamentos que apresentaram diferença estatística foram submetidos ao teste Tukey a 5%. A análise da viabilidade do uso das cultivares para a produção de energia em biorrefinarias foi feita através dos resultados encontrados neste trabalho em consonância aos da literatura. Para calcular a rentabilidade em litros de etanol produzidos por hectare foi utilizado o modelo proposto por Santos (2012), adotando os seguintes rendimentos: hidrólise: 1,11 g/g, fermentação: 0,51 g/g e densidade do Etanol: 0,79. Foram realizadas as conversões da produtividade dos compostos celulósicos encontradas na literatura para uma mensuração teórica da produtividade de etanol em litros por hectare (L/ha).

No início dos anos 1960 até os meados dos anos 1990 a crotalária juncea era utilizada para a produção de celulose na indústria do papel, elencada pelos trabalhos de Medina et al. (1961) e, Azzini et al. (1981). O resultado destes estudos foi de que a produção de fibras de crotalária jun-

O trabalho de Carvalho et al. (2010), realizou uma análise dos teores médios de hemicelulose, celulose e lignina em diferentes espécies de plantas de cobertura, encontrando uma produção de 3,14 t/ha de biomassa seca em crotalária juncea, equivalente a 18,57% de celulose (tabela 2).

Resultados e discussão A produtividade de biomassa seca foi estatisticamente maior no tratamento consorciado entre milheto e Revista Biomassa BR

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Além disso, considerando o rendimento da biomassa seca em floração encontrada nas espécies de Crotalaria juncea e Penisetum glaucum avaliadas neste trabalho em comparação as mesmas espécies avaliadas no estudo de Carvalho et al. (2010), (tabela 2), é possível notar um aumento significativo da biomassa seca em floração de C. juncea e P. glaucum de 317% e 28%, respectivamente. O rendimento de um modelo teórico da produção de etanol celulósico foi descrito no trabalho de Santos (2012) e, pode ser utilizado neste trabalho remetendo as informações encontradas sobre a produtividade de biomassa seca de crotalária juncea e milheto no rendimento de etanol celulósico, descritos na tabela 3. O maior rendimento de etanol celulósico foi encontrado no consórcio entre milheto e crotalária juncea, com o valor de 1.804 litros de etanol/ha, supõe-se que esta produção esteja relacionada com a maior produtividade de biomassa encontrada no consórcio, considerando que as cultivares podem ser utilizadas na estação primavera-verão no período de entressafra são alternativas a ser utilizadas como fonte de renda extra aos produtores. Conclusões

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O consórcio de Crotalaria juncea + Penisetum glaucum apresenta maior FIGUEIREDO, E. A. P. de; SOARES, J. produção de biomassa seca da parte P. Sistemas orgânicos de produção aniaérea, equivalente a 13872,00 kg/ha. mal: dimensões técnicas e econômicas. A biomassa da parte aérea de Crotalaria juncea + Penisetum glaucum apresenta, entre as espécies estudadas, o maior potencial teórico de produção de etanol celulósico, 1804,00 litros de etanol/ha.

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CINZAS DE MADEIRA E LICENCIAMENTO AMBIENTAL Rafaela Prosdocini Parmeggiani1, Luiz César Ribas2 Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Faculdade de Ciências Agronômica, LABB/IPBEN (Instituto de Pesquisa em Bioenergia), Botucatu, São Paulo, Brasil, e-mail: rafaela.prosdocini@gmail.com. 2 Departamento de Economia, Sociologia e Tecnologia, Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, campus de Botucatu, São Paulo, Brasil. 1

RESUMO O desenvolvimento do mercado de biomassa florestal para energia tem utilizado fontes renováveis, que emitem menos gases de efeito estufa e, promovem a substituição dos combustíveis fósseis, caracterizando tal atividade como mitigadora das mudanças climáticas. Contudo, a retirada de resíduos florestais da área comercial acarreta menor entrada de nutrientes no solo, e, uma possível via de retorno nutricional seria a aplicação das cinzas da queima da própria madeira. Para tanto, seu próprio processamento deveria ser pensado em função do conceito de desenvolvimento sustentável, bem como, compreendido e analisado. Neste caso específico, trataremos a questão das cinzas residuais da queima da biomassa florestal e sua possível interface com o licenciamento ambiental. A pesquisa foi exploratória/documental, baseada no método dedutivo. Foram avaliados documentos como a Política Nacional do Meio Ambiente, a Política Nacional de Resíduos Sólidos, a legislação sobre Licenciamento e Revisão de atividade efetiva ou potencialmente poluidoras e a legislação sobre licenciamento das Atividades Agropecuárias. A interface quanto à atividade do licenciamento ambiental ser aplicada às cinzas da madeira ainda é tênue. Contudo, outros estudos são necessários para definir parâmetros, que independentemente da aplicação do processo do licenciamento ambiental em si, apontem para direções que atendam às demandas do desenvolvimento sustentável. São necessários estudos que demonstrem os efeitos da aplicação de cinzas de madeira nos corpos d’água, nos fungos e fauna do solo, e na própria produtividade florestal, para que, em última instância, seja definido o grau do impacto que esta atividade gera no ambiente. Palavras-chave. Biomassa florestal. Desenvolvimento sustentável. Legislação florestal. Resíduos florestais.

Introdução A bioenergia pode contribuir de maneira significativa à mitigação das mudanças climáticas por meio da substituição dos combustíveis fósseis e melhor manejo dos recursos naturais (CREUTZIG et al., 2014). Embora a silvicultura brasileira seja referência mundial no setor de papel e celulose, carvão e indústria madeireira, o interesse na utilização da floresta com finalidade de geração elétrica é um mercado em potencial. Projeta-se que em 2050, a oferta de bioeletricidade pelo setor florestal, considerando o processo de ciclo vapor alcance 69 TWh (TOLMASQUIM, 2016). Quando pensamos em energia de biomassa florestal, é preciso

analisar que a bioenergia representa uma dentre muitas opções viáveis à substuição dos combustíveis fósseis, devido, principalmente aos fatos de ser uma fonte renovável e de apresentar menor emissão de gases de efeito estufa em seu processamento. No entanto, o fato de removermos ou extrairmos do ambiente florestal, os resíduos da colheita numa floresta convencional, ou todo o componente arbóreo, no caso de uma floresta energética, como demonstrado por Achat et al. (2015), diminui a entrada de nutrientes no solo. A partir disto, devemos considerar, a princípio, o disposto no inciso II, do artigo 7º, da Lei n. 12.305, de 2 de agosto de 2010, que trata da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) (BRASIL, 2010). Isto porque, este inciso defi-

ne, dentre outros, alguns dos objetivos dessa lei, nos seguintes termos: “não geração, redução, reutilização, reciclagem e tratamento dos resíduos sólidos, bem como disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos”. Podemos concluir, com base nisso, que todos os resíduos gerados, mesmo no contexto da floresta para bioenergia, devem ser prioritariamente submetidos a uma gestão ambiental. Em decorrência disso, os nutrientes removidos no processo da colheita (caule principal na convencional e resíduos florestais como combustível), deveriam, no mínimo, retornar ao solo florestal, neste caso, na forma de cinzas. Embora a reaplicação de cinzas no solo florestal “devolva” alguns macronuRevista Biomassa BR

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trientes para o ambiente, o possível efeito positivo dessa aplicação no crescimento das árvores e em outros componentes do ambiente (água, solo), ainda são incertos (EUROPEAN BIOMASS CONFERENCE AND EXHIBITION, 2014). Neste caso, embora a utilização da biomassa para bioenergia seja, por si só, uma opção mais sustentável em detrimento da utilização de combustíveis fósseis (ORTIZ et al., 2016), seu próprio processamento deveria ser pensado em função do conceito de desenvolvimento sustentável, bem como, compreendido e analisado em função do contexto político. Neste trabalho em específico, foi analisada a questão das cinzas residuais da queima da biomassa florestal em função de um processo de licenciamento ambiental amparado na Política Nacional de Resíduos Sólidos, bem como demais disposições normativas correlatas. Material e Métodos A pesquisa possui caráter exploratório-documental, com metodologia dedutiva. Foi desenvolvido um processo metodológico exploratório e documental visando a sistematização e análise crítica dos principais documentos identificados ao longo da pesquisa como pertinentes para o atendimento do objetivo central, sendo eles: i) a Política Nacional do Meio Ambiente; ii) a Política Nacional de Resíduos Sólidos; iii) a legislação sobre Licenciamento e Revisão de atividade efetiva ou potencialmente poluidoras; e iv) a legislação sobre licenciamento das Atividades Agropecuárias. Estes elementos normativos foram consultados com a pretensão de abordar possíveis relações com a questão das cinzas da queima da biomassa florestal e seu eventual enquadramento nos escopos legais supracitados.

O licenciamento ambiental trata-se de um processo administrativo no qual determinado órgão ambiental estabelece diretrizes e medidas de controle que devem ser seguidas pelo empreendedor, afim de balizar a utilização dos recursos naturais quando exposto à atividades que possam causar degradação (BRASIL, 1997). Assim dito, no processo do licenciamento ambiental, em primeira instância, deveria ser definido se as cinzas da queima da madeira, enquanto resíduos que serão dispostos no campo, poderiam ser enquadradas como atividade efetiva ou potencialmente poluidora. As cinzas da biomassa florestal, dentro de particular entendimento, somente poderiam ser consideradas efetiva ou potencialmente poluidoras se na sua destinação final (quer seja como material reciclado, reutilizado ou rejeitado) viessem a configurar uma situação de degradação da qualidade ambiental ou de poluição (PARMEGGIANI; FARIA;RIBAS, 2019), conforme preconizado pela Política Nacional do Meio Ambiente (PNMA), Lei n. 6.938, de 31 de agosto de 1981 (BRASIL, 1981). Nesse sentido, as cinzas da biomassa florestal, com respeito a sua destinação final, sob qualquer forma que seja, teriam que acarretar a “alteração adversa do meio ambiente”1 ou a “degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou indiretamente: a) prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população; b) criem condições adversas às atividades sociais e econômicas; c) afetem desfavoravelmente a biota; d) afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente; e) lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos”2 . Uma análise mais acurada da previsibilidade ou não do licenciamento ambiental das cinzas da biomassa florestal, deve ser objeto de

Resultados e discussão As cinzas decorrentes da queima da biomassa florestal e a legislação ambiental 28 Revista Biomassa BR

¹ Inciso II, do artigo 3º, da PNMA. 2 Inciso III, do artigo 3º, da PNMA 3 http://www.mma.gov.br/estruturas/ sqa_pnla/_arquivos/item_9.pdf

contemplação, dentro de particular entendimento, no procedimento de licenciamento ambiental da atividade de florestamento ou reflorestamento de uma determinada floresta energética, por exemplo. Disso decorreria, dentre outras implicações, discutir se as cinzas seriam resíduos sólidos (destinação final ambientalmente adequada) ou matéria prima (insumo produtivo na atividade econômica de produção de florestas). A este propósito aplicar-se-ia, no que coubesse, a Resolução CONAMA 001/86, uma vez que “projetos agropecuários que contemplem áreas acima de 1000 hectares, ou menores, neste caso, quando tratam-se de áreas significativas em termos percentuais ou de importância do ponto de vista ambiental, inclusive nas áreas de proteção ambiental” (BRASIL, 1986), estão sujeitos, para fins de licenciamento, à elaboração e aprovação de Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e Relatório de Impacto Ambiental (RIMA)3. Em adição, tais projetos devem se ater ao disposto na Resolução CONAMA 237/97, que regula o licenciamento federal, principalmente em termos da competência desse Ente federativo (BRASIL, 1997). Projetos destinados à produção de biomassa florestal para energia, dentre outros tipos de florestamento e reflorestamento dos quais decorram o uso de resíduos da colheita florestal para fins de energia, estão também sujeitos, não somente a este dispositivo legal federal, como também, aos dispositivos legais estaduais e municipais eventualmente aplicáveis. A biomassa florestal, de maneira geral, deve ser classificada como um resíduo agrossilvopastoril, ou seja, aquele tipo de resíduo que é gerado em atividades agropecuárias e silviculturais. Ademais, as cinzas da queima da biomassa florestal podem ser consideradas como resíduos não perigosos, i.e., aqueles não enquadrados numa condição com características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade,


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toxicidade, patogenicidade, carcinogenicidade, teratogenicidade e mutagenicidade, não apresentando, portanto, significativo risco à saúde pública ou à qualidade ambiental, de acordo com lei, regulamento ou norma técnica. Em resumo, quando falamos de cinzas de madeira, em relação a sua disposição final, não há configuração de área contaminada (PARMEGGIANI; FARIA; RIBAS, 2019). Por outro lado, a previsibilidade ou não do licenciamento ambiental das cinzas da queima de biomassa florestal, sob a ótica de sua gestão enquanto resíduo agrossilvopastoril, vai depender, num primeiro momento, do seu enquadramento na PNRS tal como exposto na seção anterior. Num momento posterior, as cinzas da biomassa florestal, considerando sua disposição final, dependerão de normatização específica quer no âmbito federal (CONAMA), quer estadual ou mesmo municipal, onde será dada a referida disposição/destinação final. Com respeito à prospecção da legislação e do licenciamento ambiental das cinzas oriundas da queima energética dos tocos por estados e municípios, entende-se que esta sistemática, demonstra-se momentaneamente inviável. Em suma, imagina-se que ainda não haja previsão legal, afora eventual enquadramento dentro da PNRS, do licenciamento ambiental das cinzas decorrentes da queima de madeira. Conclusões A a interface quanto à atividade do licenciamento ambiental ser aplicada às cinzas da madeira ainda é tênue. Seriam necessários estudos para definir os parâmetros, que independentemente da aplicação do processo do licenciamento ambiental em si, apontem para direções que atendam às demandas do desenvolvimento sustentável.

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Disso decorreria, dentre outras implicações, discutir se as cinzas seriam consideradas como resíduos sólidos (destinação final ambientalmente adequada, PNRS, questão ambiental) ou como matéria prima (insumo produtivo na atividade econômica de produção de florestas, atividade agropecuária, atividade produtiva).

BIENTE - CONAMA, no uso das atribuições e competências que lhe são conferidas pela Lei nº 6.938, de 31 de agosto de 1981, regulamentadas pelo Decreto nº 99.274, de 06 de junho de 1990, e tendo em vista o disposto em seu Regimento Interno. . Disponível em: <http://www2.mma.gov.br/port/ conama/res/res97/res23797.html>. Acesso em: 15 abr. 2019.

Para tanto, ainda seriam necessárias pesquisas que demonstrem os efeitos da aplicação de cinzas de madeira nos corpos d’água, nos fungos e fauna do solo, e na própria produtividade florestal, para que, em última análise, seja definido o grau do impacto ambiental que esta atividade pode gerar.

BRASIL. Lei nº 12.305, de 02 de agosto de 2010. Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos; altera a Lei no 9.605, de 12 de fevereiro de 1998; e dá outras providências.. . Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2010/lei/l12305. htm>. Acesso em: 20 abr. 2019.

Agradecimentos À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela concessão da bolsa de estudos. Referências Bibliográficas BRASIL. Lei nº 6.938, de 31 de agosto de 1981. Dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente, seus fins e mecanismos de formulação e aplicação, e dá outras providências.. . Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/l6938.htm>. Acesso em: 15 abr. 2019. BRASIL. Resolução Conama nº 001, de 23 de janeiro de 1986. O CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE - IBAMA, no uso das atribuições que lhe confere o artigo 48 do Decreto nº 88.351, de 1º de junho de 1983, para efetivo exercício das responsabilidades que lhe são atribuídas pelo artigo 18 do mesmo decreto, e Considerando a necessidade de se estabelecerem as definições, as responsabilidades, os critérios básicos e as diretrizes gerais para uso e implementação da Avaliação de Impacto Ambiental como um dos instrumentos da Política Nacional do Meio Ambiente. . Disponível em: <http:// www2.mma.gov.br/port/conama/ res/res86/res0186.html>. Acesso em: 15 abr. 2019. BRASIL. Resolução Conama nº 237, de 19 de dezembro de 1997. O CONSELHO NACIONAL DO MEIO AM-

CREUTZIG, Felix et al. Bioenergy and climate change mitigation: an assessment. Gcb Bioenergy, [s.l.], v. 7, n. 5, p.916-944, 4 jul. 2014. A. DEMEYER, J.C.; VOUNDI NKANA, M.G.; VERLOO. 2001. Characteristics of wood ash and influence on soil properties and nutrient uptake: an overview. Bioresour Technol, 77, p. 287295. EUROPEAN BIOMASS CONFERENCE AND EXHIBITION, 22., 2014, Hamburg. Is Bioenergy from Residues Really and Always Sustainable? Qualitative Assessment for Policymakers. Hamburg: Eu Bc&e, 2014. 17 p. Disponível em: <https://www.researchgate.net/ publication/267167319_is_bioenergy_ from_residues_really_and_always_sustainable_qualitative_risk_assessment_ for_policymakers/download>. acesso em: 23 abr. 2019. PARMEGGIANI, R.P.; J.I.; RIBAS, L.C. Política e legislação no caso dos tocos e raízes para bioenergia. In: GUERRA, Saulo Philipe Sebastião; EUFRADE JÚNIOR, Humberto de Jesus (Org.). Recuperação energética da biomassa de tocos e raízes de florestas plantadas. Botucatu: Fundação de Estudos e Pesquisas Agrícolas e Florestais, 2019. Cap. 13. p. 154166. Disponível em: <http://www.fepaf. org.br/download/EBOOK_AMBAR. pdf>. Acesso em: 25 abr. 2019. TOLMASQUIM, M.T. (Org.). Energia Termelétrica: Gás Natural, Biomassa, Carvão, Nuclear. Rio de Janeiro: Epe, 2016. 417 p.


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Revista Biomassa BR Ed. 49  

• Métodos de pré-tratamento em materiais lignocelulósicos para produção de biogás • Oportunidade para expansão do cultivo de cana-de-açúcar...

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