Título original: Cana-de-açúcar: de vilão a herói! 2021 por Pontal, Marcos. ISBN: 9798547784125 O conteúdo desse livro pode ser reproduzido somente com a divulgação da fonte. Capa: Marcos Alexandre Machado (Marcos Pontal). Revisão do autor: Marcos Alexandre Machado e Roseli Laurência Souza Machado.
Rua Fernando Costa, 278 — Vila Adelaide de Freitas 14180 — 000 — Pontal — SP Tel.: (16) 3953-2844 – Watsaap: +551698107-9175 E-mail: marcosmachado@visaoespiritual.com.br Site:
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SUMÁRIO Prefácio............................................................................4 Produtos sustentáveis......................................................5 Plástico biodegradável...................................................15 Asfalto............................................................................21 Fonte de energia............................................................25 O açúcar faz mal à saúde..............................................31 Geração de energia a partir do açúcar...........................34 Evite fissuras no concreto..............................................37 Bagaço usado no fibrocimento.......................................42 Carro híbrido..................................................................46 Adsorção de cádmio.......................................................54 Cinzas para calagem do solo.........................................59 Bagaço consegue limpar água contaminada.................62 Energia elétrica a partir da vinhaça................................68 Açúcar usado para temperar parede.............................79 Posfácio..........................................................................83 Agradecimentos.............................................................84 Sobre o autor..................................................................85 Bibliografia......................................................................86
PREFÁCIO – 4
PREFÁCIO Por muitos anos a cana-de-açúcar era tida como vilã do meio ambiente, porque queimavam a cana, prejudicando assim o meio ambiente e até mesmo os moradores ao redor. Já que se os cortadores de cana cortassem-na sem queima-lá machucariam, por isso, todas as usinas queimavam a cana. Com a chegada das colhedeiras e também com a lei de proibição a queimadas, isso mudou muito. Em tempos de seca então, acabam acontecendo algumas queimadas, já que é difícil fiscalizar todos os canaviais no Brasil. Leia esse livro e descubra que a cana-de-açúcar pode ter várias utilidades que na maioria das vezes, não está sendo usada. Não é apenas para produzir garapa, etanol, bioplástico e bioeletricidade, os produtos que tem a cana como matéria-prima é ampliado a cada dia. A novidade no mercado é a produção de pasta celulósica para papel.
PRODUTOS SUSTENTÁVEIS
PRODUTOS SUSTENTÁVEIS – 6
Antes da lei que proibi queimadas em canas, as queimadas
lançavam
anualmente
na
atmosfera
aproximadamente (64,8) milhões de toneladas de gás carbônico, que contribuem para a diminuição da qualidade do ar e o aumento do efeito estufa. No Brasil, com a proibição da despalha da cana-deaçúcar
(janeiro
de
2018),
observa-se
a
colheita
mecanizada de cana crua, onde a palhada proporciona melhor qualidade industrial da cana, maior proteção do solo contra erosão, melhor retenção de umidade do solo, maior atividade microbiana no solo e seu enriquecimento em matéria orgânica e controle de ervas daninhas, com e suspensão da operação de queima, tem um menor impacto ambiental. Mas mesmo assim, muitos ainda maldigam de usineiros quando acontecem queimadas em períodos secos, mas assim como está nesse livro, está provado que as queimadas prejudicam os usineiros, por isso não faria sentido queima-la, já que acontece incêndios até mesmo em canas pequenas que não estariam prontas para a moagem.
PRODUTOS SUSTENTÁVEIS – 7
Assim, com o fim das queimadas legalizadas, no final das contas, todos saíram ganhando, a população em geral e as usinas. A cana-de-açúcar é conhecida por suas características peculiares, sendo uma planta fina de formato cilíndrico, folhas grandes e pode alcançar até seis metros de altura. As usinas que trabalham com a cana-de-açúcar aproveitam tudo da planta, e você saberá mais lendo esse livro. O Brasil é o maior produtor de cana e ocupa o primeiro lugar no ranking de produção de açúcar e é o maior exportador de etanol do mundo. As possibilidades são enormes de se criar produtos sustentáveis baseados na bioeconomia e economia circular com a cana. Várias empresas vem fazendo a sua parte para assim aproveitarem ainda mais a cana, um exemplo disso é a Ella Bulley, uma exploradora de materiais e “designer” multidisciplinar formada na Central Saint Martins School of Art and Design, que tem a sua sede em Londres. Ela uniu a cana-de-açúcar ao artesanato e técnicas de produção tradicionais com uma abordagem
PRODUTOS SUSTENTÁVEIS – 8
inovadora e deslumbrante. Com seu instigante projeto Saccharum, ela transforma a cana num material parecido com mármore, em tigelas, vasos e vários pratos e também criou um belo tecido canelado feito da celulose da cana o que estimulou o grupo a desenvolver os eco embalagens. O processo de transformação da matéria-prima em caixas é efetuado da seguinte forma, primeiro, o bagaço de cana passa por uma secagem em estufas para ser posteriormente peneirado. Após serem removidas as partículas de menor tamanho, é feita a moagem do bagaço. A esse material se adiciona uma resina a base de óleo de mamona. A resina aglomera as partículas e forma uma mistura que, ao ser colocada em moldes, permite a confecção de painéis. Dos painéis de bagaço de cana são feitas as embalagens para o transporte de alimentos e bebidas. O tecido sintético chamado Ingeo, foi criado pela empresa Nature Works, é feito utilizando a dextrose e sacarose
encontradas
na
cana-de-açúcar.
Usando
biotecnologia, o Ingeo foi desenvolvido em parceria com
PRODUTOS SUSTENTÁVEIS – 9
a Cargill e Dow Chemical. As matérias-primas são feitas através da fermentação do açúcar extraído da cana-de-açúcar e depois convertidos em fibra para criar o tecido. Quando uma roupa feita de 100% Ingeo for parar no aterro, a peça irá se decompor de 60 a 90 dias. Existe também a empresa “Nature Works” que lançou o filamento Ingeo 3D850 PLA para impressão 3D, que oferece resistência ao calor e impacto rivalizando com ABS.
O
PLA (ácido
poliláctico)
é
um
polímero
biodegradável feito a partir da cana-de-açúcar., que ganhou popularidade no setor de impressão 3D por ser biodegradável. A fibra de cana-de-açúcar não é muito utilizada nos produtos têxteis, mas no mundo do denim, é impossível ignorar o que a empresa japonesa Toyo Industries, vem fazendo há anos em sua marca Sugar Cane & Co. A marca de jeans premium produz suas coleções de calças, jaquetas, camisas e outros produtos com 50% de fibras de cana-de-açúcar e 50% de fibras de algodão. As duas fibras são unidas para tecer o denim num tear manual que teve seu design inspirado nos antigos teares
PRODUTOS SUSTENTÁVEIS – 10
artesanais japoneses de 50 a 100 anos. Também é possível combinar resíduos da cana-de-açúcar, como bagaço e palha, com derivados das cascas de camarões e lagostas para a fabricação de materiais de alto valor agregado. Com incorporação de fármacos e enzimas para aplicações médicas como curativos para feridas e úlceras de pressão. Trabalho em uma usina e quando por descuido meu tive pequenos arranhões, coloquei o bagaço em cima do ferimento, e houve uma melhora, também já sujei a mão com graxa e consegui limpa-la com o próprio bagaço da cana que sai úmido do último terno da usina, provando assim que é possível até mesmo limpar sujeiras de graxas, sendo normalmente tiradas somente com o uso de outros produtos. A ideia de usar a mesma celulose para a obtenção de fibras têxteis destinadas a aplicações na área médica, que
contivessem
propriedades
cicatrizantes
e
bactericidas. Outra maneira de utilizar produtos feitos de cana, é o que foi descoberto pela fabricante italiana de manequins
PRODUTOS SUSTENTÁVEIS – 11
Bonaveri,
que
lançou
o
primeiro
manequim
biodegradável do mundo chamado BNATURAL feito de BPlast, um biopolímero PLA contendo 72% de cana-de-açúcar, e BPaint, uma gama de cores produzidas 100% a partir de resinas e óleos à base de plantas naturais, solventes à base de casca de laranja, e sais de cobalto livre de dessecante e nafta. A Bonaveri contou com a parceria do Politecnico di Milano para superar o desafio de criar o primeiro manequim feito de materiais naturais e biodegradáveis que fosse ambientalmente consciente e esteticamente impecável. A pesquisa tem sido feita desde 2012. Em Lençóis Paulista, no interior de São Paulo, a empresa FibraResist foi a primeira do mundo a transformar palha de cana-de-açúcar em papel. A empresa inovou ao buscar substitutos para a celulose de madeira utilizando um material bem brasileiro: a pasta celulósica, extraída da palha da cana-de-açúcar. Foi seis anos na tentativa de produzir o material. A preocupação com o meio ambiente começa já na lavoura. Nas plantações, a cana-de-açúcar não é totalmente colhida.
PRODUTOS SUSTENTÁVEIS – 12
Cerca de 20% dela permanece no solo para a recomposição dos nutrientes. O restante segue para um inovador processo de fabricação, que em um primeiro momento consiste na limpeza e trituração da palha. Na sequência, é adicionado um biodispersante para separar a lignina (cola natural da palha). Após uma última hidratação,
o
material
é
transformado
na
pasta
celulósica. Esse ciclo foi totalmente desenvolvido pela empresa e pautado em um sistema que evita o desperdício de água, a produção de resíduos e a poluição do ar. O polietileno verde I’m greenTM é fruto da combinação de inovação, tecnologia e sustentabilidade. Após alguns anos dedicados à pesquisa e desenvolvimento, a planta de eteno verde da Braskem, inaugurada em setembro de 2010, marcou o início da produção do polietileno verde em escala industrial e comercial, conferindo à empresa na liderança mundial no mercado de biopolímeros. A empresa Tetra Pak, líder mundial em embalagens cartonadas para alimentos, fez um acordo com a Braskem para o fornecimento de polietileno de baixa
PRODUTOS SUSTENTÁVEIS – 13
densidade (LDPE) I’m greenTM feito a partir de cana-deaçúcar, para compor as camadas protetoras de suas embalagens como também a tampa. Desde 2014, a Tetra Park utiliza o plástico verde como componente
das
camadas
de
suas
embalagens
produzidas no Brasil. A mudança para o polietileno verde, significa que 100% das embalagens da Tetra Pak produzidas no
Brasil, cerca
de
13 bilhões, são
compostas por cerca de 82% de materiais provenientes de fontes renováveis. A Coca-Cola também fez a sua parte, lançou uma garrafa pioneira feita de plástico 100% da cana-de-açúcar. Ou seja, o plástico derivado do petróleo ficou para trás. A embalagem da “PlantBottle” conforme a empresa, se parece com as tradicionais. O sistema de reciclagem também é o mesmo, mas o plástico feito a partir da cana e não do petróleo, tem uma “pegada ambiental” muito menor. O objetivo da companhia é produzir e usar exclusivamente PlantBottles até 2020. O polietileno feito de etanol de cana da PlantBottle foi desenvolvido pela Braskem e agora está sendo reciclado
PRODUTOS SUSTENTÁVEIS – 14
em novos materiais para os carros Ford Fusion Energi. A montadora Ford está aproveitando a tecnologia das garrafas da Coca-Cola para usar no interior de seus veículos. As fibras plásticas das garrafas PlasticBottle foram transformadas em encostos de banco, assentos, encostos de cabeça, detalhes do painel.
PLÁSTICO BIODEGRADÁVEL
PLÁSTICO BIODEGRADÁVEL – 16
Hoje em dia com a falta de conscientização da população, vários rios estão cheios de lixos o que acabam contaminando rios e assim prejudicando até mesmo a pescaria, já que o lixo acaba matando os peixes nos rios, por isso, temos que pensar em uma solução para evitar o máximo que o lixo fique nos rios. Algumas pessoas inclusive limpam os rios, mas mesmo assim, precisamos de uma solução mais rápida, já que o plástico feito de “petróleo” demora mais de 200 anos para se decompor. A empresa PHB Industrial, traz uma solução para esse problema, ela produz em escala piloto o Biocycle, um plástico biodegradável elaborado com açúcar. Apesar de dominar a tecnologia para fabricar diversos produtos com o polímero e para tornar seu custo competitivo quando comparado ao do plástico convencional, a empresa ainda não conseguiu elevar sua produção a uma escala industrial. O caminho mais curto para levar o Biocycle ao mercado seria uma parceria com a indústria petroquímica, mas eles não se interessaram na parceria.
PLÁSTICO BIODEGRADÁVEL – 17
Quando falamos em meio ambiente, temos que deixar a concorrência de lado, não é só questão de dinheiro, é questão de saúde, algo que nem mesmo o dinheiro compra. Os empresários do ramo da petroquímica, precisam entender que devemos fazer algo para melhorarmos a nossa qualidade de vida, e para isso, temos que investir mais em plásticos feitos a partir da cana-de-açúcar ou de outras matérias-primas que se decompõe rápido. Através de uma parceria com o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) e com o Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da Universidade de São Paulo (USP), a Copersucar conseguiu produzir o polihidroxibutirato (PHB), um polímero da família dos polihidroxialcanoatos (PHA)
com
semelhantes
características às
de
resinas
físicas
e
sintéticas
mecânicas como
o
polipropileno usando apenas açúcar fermentado por bactérias naturais do gênero alcalígeno. Em 1994, uma planta piloto foi instalada na Usina da Pedra, em Ribeirão Preto interior de SP. Em 2000, foi criada a PHB Industrial e a tecnologia pertenceu ao
PLÁSTICO BIODEGRADÁVEL – 18
Grupo Pedra Agroindustrial, de Serrana, e ao Grupo Balbo, de Sertãozinho/SP. Com apoio da FAPESP por meio do Programa FAPESP Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE) e auxílio de pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos (UFScar), a empresa desenvolveu a tecnologia de produção dos pellets, pequenas pastilhas cilíndricas feitas com uma mistura de PHB e fibras naturais,
matéria-prima
usada
pela
indústria
transformadora para produzir utensílios de plástico. A técnica de misturar PHB com fibras vegetais não trouxe nenhuma vantagem em redução do custo. Enquanto o quilo do polipropileno custa em torno de US$ 2, o quilo do PHB sai por volta de US$ 5, assim dificultando a venda do produto. O PHB é um material duro que pode ser usado na fabricação de peças injetadas e termo formadas, como tampas de frascos, canetas, brinquedos e potes de alimentos ou de cosméticos. Também pode ser aplicado na extrusão de chapas e de fibras para atender a indústria automobilística. Serve ainda para a produção
.
PLÁSTICO BIODEGRADÁVEL – 19
de espumas que substituem o isopor, que no caso, é pouco reciclado, já que o isopor é leve e acaba não sendo muito procurado por catadores de materiais recicláveis e nem mesmo os donos de ferros velhos se interessam em comprá-los, mostrando ainda mais a importância de investirmos na produção de materiais feitos de derivados de açúcar. Enquanto no Brasil o mercado para o PHB é restrito a nichos interessados em fabricar produtos com apelo ecológico a um preço mais elevado, na Europa a busca por produtos biodegradáveis é grande. Na Europa, a agricultura hidropônica é forte e a legislação ambiental é rígida. Usa-se muito material biodegradável em estufas. Com o PHB, é possível fabricar braçadeiras para plantas ou tubetes para reflorestamento e depois encaminhar o resíduo plástico para estações de compostagem, onde ele é rapidamente absorvido pela natureza. Enquanto os plásticos tradicionais levam mais de cem anos para se degradar, os produtos feitos com PHB se decompõem em torno de 12 meses e liberam apenas
PLÁSTICO BIODEGRADÁVEL – 20
água e dióxido de carbono. Além da agricultura, o material pode ser usado na fabricação de embalagens para alimentos, cosméticos e outros produtos oleosos que são de difícil reciclagem.
ASFALTO
ASFALTO – 22
Desenvolvida na década de 1960 na Alemanha e hoje utilizada como revestimento de rodovias e aeroportos europeus e americanos, a mistura asfáltica do tipo SMA (Stone Matrix Asphalt) ganhou nova versão no Brasil. Para substituir as fibras de celulose, que normalmente compõem a mistura, pesquisadores da Universidade Federal Fluminense (UFF) e do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense (IFF), no Rio de Janeiro, criaram um asfalto que utiliza o bagaço de cana-de-açúcar. A função do componente na “receita” é impedir que o cimento asfáltico escorra durante o processo de mistura e aplicação. Por sua maior durabilidade e resistência, o asfalto SMA é recomendado para rodovias de tráfego intenso. No país, a primeira aplicação ocorreu nas pistas do autódromo de Interlagos. O custo do asfalto do tipo SMA é cerca de 30% superior ao comum. No entanto, o custo-benefício é maior. As principais vantagens são a maior aderência do pneu ao pavimento e a diminuição do borrifo de água quando está chovendo.
ASFALTO – 23
Quando formos fazer um investimento em algo, sempre temos que pensarmos no custo benefício, pode ser que um
investimento
maior,
dure
mais
do
que
um
investimento menor, e no final das contas, gastaremos menos, porém, em muitos casos, pelo fato de um político conseguir verbas para fazer manutenção em uma estrada, ele queira que dure pouco o asfalto, porque assim, será feito mais manutenção no local, tendo mais oportunidade
de
fazer
licitações
para
contratar
empresas, e assim desviar dinheiro de obras. A primeira rodovia a receber a nova tecnologia foi a BR-356, que liga as cidades de Campos e São João da Barra, no litoral norte do Estado do Rio de Janeiro. O trecho experimental tem cerca de 200 metros. Além da utilização do bagaço de cana-de-açúcar, o trecho teve outro recurso para reduzir o impacto ambiental: a reciclagem de pneus. A borracha foi reutilizada no ligante asfáltico. Embora seja mais caro o processo de revestimento de uma rodovia com bagaço, temos que acharmos uma maneira de baratearmos esse novo método, uma das
ASFALTO – 24
maneiras, seria no barateamento do frete do material, comprando bagaços da cana diretamente de usinas, se for obras feitas perto de usinas, a empresa responsável pela obra, compraria direto da usina, deixando assim o “frete” mais barato.
FONTE DE ENERGIA
FONTE DE ENERGIA – 26
Temos que investir mais nessa categoria de energia, porque existe sempre aquela história da oferta de mercado, quanto mais tem um produto no estoque, mais barato fica, e quanto menos tem, mais caro fica. Com mais alternativas de fornecimento de energia elétrica estiverem disponíveis no mercado, mais barato fica o preço para o consumidor, por isso temos que apoiar essas alternativas de que todas as usinas forneçam energia a cidade, para assim, ficar mais barato a todos. Quando tratamos de sustentabilidade os assuntos mais debatidos são o uso de combustíveis e fontes de energias renováveis. Energia renovável é aquela proveniente de recursos naturais
que
são
reabastecidos
naturalmente
temporalmente. Também conhecida como energia verde e energia limpa, é proveniente de fontes que não existe a possibilidade de esgotamento temporalmente. O Brasil tem ganhado destaque no mundo inteiro devido ao uso de energias renováveis, principalmente quando se trata da produção de etanol para uso automotivo e eletricidade gerada através dos resíduos da
FONTE DE ENERGIA – 27
cana-de-açúcar. O país que possui grande parte da energia elétrica proveniente de fontes hidrelétricas e térmicas, já possui o uso de biomassa como o terceiro categoria de fonte de energia utilizada. Nos processos de produção dos subprodutos da canade-açúcar, uma tonelada dessa matéria-prima moída gera cerca de 250 kg de bagaço de cana, sem considerar outros subprodutos como as palhas e pontas. A queima dessa biomassa para a produção de eletricidade enquadra-se nas energias limpas ou verdes, sendo totalmente renovável e não produzindo grandes impactos ambientais como a queima de combustíveis fósseis. O Estado de São Paulo, tem se destacado bastante na produção de energia através de biomassa, em especial pelo uso do bagaço de cana. O Estado já representa quase metade da produção de açúcar e etanol do país. O Brasil carece bastante de energias alternativas para complementar o sistema hidrelétrico, principalmente pela sua total dependência do nível das barragens e das
FONTE DE ENERGIA – 28
chuvas. Como a cana-de-açúcar possui seu pico de produção justamente nos meses de seca (abril a setembro) o seu uso para a geração de energia tem, ano após ano, ganhado destaque. No começo desse ano, choveu bem menos no estado de São Paulo do que choveu no ano passado, e segundo os meteorologistas no ano que vem, será pior, isso porque tem crescido ano após ano as queimadas na floresta Amazônica, que prejudica assim, o clima no estado de São Paulo. Mesmo com o fato da queima de biomassa produzir gases poluentes, a necessidade de constantemente plantar-se a matéria-prima, no caso a cana-de-açúcar, faz com que sua produção de energia seja totalmente renovável e limpa. A geração de energia através da queima do bagaço possui diversas vantagens, principalmente em relação ao uso de fontes termelétricas, como a queima de carvão mineral ou petróleo. Alta competitividade em função do custo, como a canade-açúcar já é plantada para a produção de etanol, a
FONTE DE ENERGIA – 29
utilização do bagaço para a produção de energia é altamente viável, tornando a energia barata e competitiva no mercado. Supre a falta das chuvas, como grande parte da energia elétrica gerada no país é proveniente das hidrelétricas, que dependem das chuvas para garantir o nível dos reservatórios, a queima do bagaço da cana é ótima forma de suprir a menor produção de eletricidade nos períodos de seca. Redução das emissões de gases do efeito estufa: por ser totalmente renovável, a cana-de-açúcar reduz diminui a poluição e o agravamento do efeito estufa. A produção dessa categoria de energia é um grande incentivo para a economia, pois possibilita a geração de empregos desde a lavoura até os trabalhadores capacitados nas usinas. Além da vantagem ambiental em relação às usinas termelétricas, o bagaço de cana também possui maior disponibilidade e melhor acesso. A utilização do bagaço de cana possui o grande atrativo de permitir também a produção de etanol, além de
FONTE DE ENERGIA – 30
possibilitar a geração de novos empregos e estimular a economia do país. As
novas
tecnologias
agrícolas
têm
aumentado
consideravelmente a produtividade do setor, tornando o uso da cana-de-açúcar para a produção de energia ainda mais viável.
AÇÚCAR FAZ MAL À SAÚDE
AÇÚCAR FAZ MAL À SAÚDE – 32
O consumo excessivo de açúcar, está ligado ao aumento do risco de ter problemas como diabetes, obesidade, colesterol alto, gastrite e prisão de ventre. O
consumo
frequente
de
açúcar
aumenta
as
oportunidades de ter problemas como: cáries nos dentes, obesidade, diabetes, colesterol alto, gordura no fígado, câncer, gastrite, pressão alta, gota, prisão de ventre, diminuição da memória, miopia, trombose e acne. Além disso, o açúcar fornece apenas calorias vazias para o organismo, pois ele não contém vitaminas nem minerais,
nutrientes
essenciais
para
o
bom
funcionamento do corpo. O açúcar vicia o cérebro porque estimula a produção de um hormônio chamado dopamina, responsável pela sensação de prazer e bem-estar, fazendo com que o organismo fique viciado nessa categoria de alimentação. Além do vício, o excesso de açúcar também prejudica a memória e dificulta o aprendizado, o que leva a uma diminuição do rendimento nos estudos e no trabalho. A recomendação de consumo de açúcar por dia é de 25g, o que equivale a uma colher de sopa cheia, mas o
AÇÚCAR FAZ MAL À SAÚDE – 33
ideal é evitar ao máximo a ingestão desse alimento, pois o corpo não precisa dele para funcionar bem. Além disso, deve-se preferir o consumo de açúcar mascavo ou de mel, pois contêm mais vitaminas e minerais que o produto refinado, menos prejudiciais à saúde. Quanta coisa ruim o açúcar nos causa, né? Mas calma! Aqui nesse livro, mostraremos nos próximos capítulos, outras coisas que podemos usar o açúcar, e assim provar que ele é muito útil e não somente um produto “tentador” mas também um vilão que prejudica a nossa saúde.
GERAÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DO AÇÚCAR
GERAÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DO AÇÚCAR – 35
Foi cinco anos de estudo até o resultado inédito. Primeiro, os cientistas colocam fermento biológico, que usamos para fazer pão, no açúcar refinado. Com a fermentação, o açúcar vira álcool. Aí os pesquisadores acrescentam um fiozinho preto, um eletrodo com uma proteína chamada ADH ou álcool desidrogenase. É uma enzima encontrada no corpo humano e em alimentos como o tomate. A proteína consegue extrair os elétrons, partículas carregadas, do etanol, gerando então eletricidade. Esse processo é bem rápido. Em cerca de dez minutos já temos corrente elétrica. A experiência brasileira desvenda um mistério. Há mais de 50 anos, pesquisadores do mundo inteiro tentavam descobrir de que forma a proteína agia quando entrava em contato com o álcool. Pela primeira vez, os cientistas da USP de São Carlos conseguiram comprovar como é essa reação química, que transforma o açúcar em energia elétrica. A pesquisa é capa de uma das mais respeitadas revistas científicas do mundo na área química. A ação
GERAÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DO AÇÚCAR – 36
da enzima para produzir energia não é a única descoberta.
EVITE FISSURAS NO CONCRETO
EVITE FISSURAS NO CONCRETO – 38
Provavelmente muita gente já ouviu falar da mistura do açúcar com o asfalto, mas muitos não conheciam a mistura com o cimento e areia, saiba que também dá para misturar a açúcar no concreto. Em algumas regiões do Brasil, existem indícios da utilização do açúcar como retardador de pega do cimento, principalmente usado em lajes. Muitas categorias de açúcar e contaminantes da água de amassamento podem retardar o tempo de pega, pois possuem na sua composição química os lignosulfonatos. A contaminação dos agregados por determinadas categorias de açúcares, pode retardar bruscamente o início de pega do cimento quando comparado a uma amostra de referência sem adição. Os resultados indicam que o açúcar altera o tempo de pega do cimento, e isso ajuda muito na resistência da massa, evitando assim rachaduras. Quem é do ramo sucroenergético acredita que a notícia é animadora, pois é mais um mercado promissor para a commodity, já que quanto maior o consumo de um produto, mais caro ele fica. Se a população começar
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EVITE FISSURAS NO CONCRETO – 39
a usar a açúcar nas construções, provavelmente o produto ficará mais em falta, deixando ele mais caro no mercado, isso ajudaria as usinas, mas prejudicaria os consumidores. Para resolver esse problema, ajudando assim as usinas e os clientes, seria melhor plantar mais cana-de-açúcar, assim o aumento da produção não afetaria o aumento das vendas, procurar novos métodos já existente e plantar mais canas em um mesmo metro quadrado ou colher canas em um período menor mantendo a qualidade. Com mais canas para moer, seria necessário construir mais usinas, aumentar a moagem por dia ou diminuir os dias da entre safra. A construção civil está usando açúcar refinado, para reparar problemas como micro-rachaduras e fissuras do concreto exposto a altas temperaturas. Misturado em pequenas proporções ao concreto, a substância fica igual a um piche, compacta e vedante. Segundo os profissionais do ramo, a massa é ótima para revestir ou colocar tijolos em fornos, visto que ela não
EVITE FISSURAS NO CONCRETO – 40
trinca com a temperatura. Em média, a recomendação de uso gira em torno de duas xícaras de chá para cada quilo de cimento, mas para não atrapalhar o andamento da obra, seria mais fácil, acrescentar o açúcar e também a areia, na obra, para assim ficar mais fácil. Cada xicara de chá equivale a 100 gramas de açúcar, que no caso, precisaria de 200 gramas a cada quilo usado, usando meio saco de cimento que significa serem 25 quilos, precisaria acrescentar 2,5 de açúcar, que no caso é um saco de açúcar de 5 quilos, e se for um saco inteiro gastaria 10 quilos. Ainda existe outro derivado da cana-de-açúcar que desperta o interesse em vários setores da construção civil. É a cinza do bagaço de cana, que tem se apresentado como um bom substituinte de agregadores naturais, como areia, cimento e brita. Essa cinza é o produto final da queima do bagaço nas caldeiras. Que geralmente são muito usados como adubos! Os estudos avaliaram que para um teor de substituição de 30% a 50% houve um incremento de até 15% na
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EVITE FISSURAS NO CONCRETO – 41
resistência à compressão. Isso mostra que o concreto com cinzas de cana-de-açúcar é mais resistente do que o com areia. Dados excelentes para a realidade brasileira, que produz 3,8 milhões de toneladas de cinzas. Algumas pessoas substituem parte da areia pela cinza, outras substituem parte do cimento. Se você desejar substituir pelo cimento, é mais fácil você acrescentar as cinzas e mais areia do que retirar o cimento, no caso, você pode fazer da seguinte maneira, se o traço que você usa é o de 1:2:3 (1 parte de cimento, 2 partes de areia e 3 partes de brita), você pode manter esse mesmo traço, que no caso você faria meia massa, colocaria 10 quilos de cinza, meio saco de cimento e ao invés de 1 carriola de areia e acrescentaria ¼ de areia na carriola, e depois colocaria 2 carriolas de britas.
BAGAÇO USADO NO FIBROCIMENTO
BAGAÇO USADO NO FIBROCIMENTO – 43
Através de um sistema criado pelo pesquisador brasileiro Ronaldo Soares Teixeira, o bagaço de cana-de-açúcar residual das indústrias pode ser reaproveitado para a fabricação de fibrocimento. O produto, chamado Fibrocimento, é geralmente composto por água, polpa celulósica, fibra sintética como algumas categorias de plástico e cimento. Porém, é possível substituir alguns destes componentes pela fibra do bagaço da cana-de-açúcar e pelas cinzas resultantes da queima desse material. O Ronaldo que é da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), quis buscar uma maneira de aproveitar estes resíduos normalmente descartados pela indústria e utilizá-los para fabricação de produtos como telhas, divisórias, caixa d’água, entre outros. Estima que de cada tonelada de cana-de-açúcar processada, 260 quilos são transformados em bagaço. No estudo, o pesquisador usou a fibra do bagaço da cana como um reforço na produção do próprio fibrocimento e o cimento em massa foi substituído pelas cinzas em 30%. A cinza apresenta grande concentração
BAGAÇO USADO NO FIBROCIMENTO – 44
de sílica, com comportamento de cimento pozolânico. A cinza, em contato com a água e em conjunto com cal hidratado, forma um composto aglomerante, ou seja, ela endurece. O
produto
feito
com
esta
matéria-prima
possui
resistência similar ao produzido nas indústrias. Para isso, o
material
passou
por
dois
processos
de
cura
(endurecimento) e para conferir a resistência, foram feitos testes que simulavam a exposição do material sob condições de sol e chuva. O método utilizado para criar o fibrocimento foi o de extrusão, inédito no Brasil para esta finalidade. Quando se coloca a mistura dos componentes do fibrocimento na extrusora, a rosca sem fim faz a massa fluir sob pressão crescente através das câmaras, forçando-a sair no formato que se desejar, formando o fibrocimento. A extrusora é normalmente utilizada na indústria de cerâmica. O traço do fibrocimento é o mesmo do capítulo anterior. Traço de 1:2:3 (1 parte de cimento, 2 partes de areia e 3 partes de brita), colocar 10 quilos de cinza, meio
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saco de cimento e ao invés de 1 carriola de areia e acrescentaria ¼ de areia na carriola, e depois colocaria 2 carriolas de britas.
CARRO HÍBRIDO
CARRO HÍBRIDO – 47
Vamos então avaliar se compensa ter um carro com potência e outro com economia. Um número crescente de pessoas pensa num carro híbrido quando decide comprar um modelo novo. Muitos imaginam que o primeiro modelo híbrido foi o Toyota Prius, mas a realidade é bem diferente. Existem algumas versões sobre qual foi realmente o primeiro, mas todas datam de uma época quando os próprios
carros
convencionais
ainda
estavam
se
popularizando. A mais antiga é de 1896, quando surgiu o modelo Armstrong Phaeton. Ele foi feito a partir de uma encomenda da Roger Mechanical
Carriage
Company
ao
engenheiro
eletrotécnico Harry E. Dey, que ainda teve que recorrer a uma terceira empresa, a Armstrong Electric, para criar o primeiro protótipo. Apesar de parecer uma charrete com volante, o Armstrong Phaeton foi uma das maiores inovações da indústria automotiva, especialmente para sua época. Com um motor a gasolina de 6,5 litros e 2 cilindros e
CARRO HÍBRIDO – 48
outro propulsor elétrico, o híbrido podia rodar apenas com um dos dois. Ele também tinha uma bateria que era recarregada por um dínamo nos freios, além de uma ignição que usava a energia acumulada da bateria, eliminando a necessidade de uma alavanca para dar a partida. O detalhe mais impressionante: restaurado após sofrer com uma enchente, ele ainda funciona! Claro que o Prius tem uma parte importante na história dos híbridos, pois foi o primeiro modelo a ser produzido em massa. Lançado pela Toyota no Japão em 1997, ele chegou aos outros mercados em 2001. Desde então várias gerações já foram lançadas, e o Prius segue como o modelo mais popular e mais vendido entre os híbridos. Um carro híbrido é aquele que funciona com duas fontes de força e não apenas uma, como os carros convencionais que estamos acostumados a ver. Ou seja, além do motor a combustão, que pode ser a gasolina (mais comum), diesel ou etanol, o carro ainda tem outro propulsor, elétrico.
CARRO HÍBRIDO – 49
O objetivo principal dessa mistura é combinar as principais características positivas de cada um. Quando falamos de modelos convencionais, com motor a combustão, vemos que sua principal função é gerar o melhor desempenho possível. Eles ainda contam com uma boa autonomia, o que significa que podem rodar grandes distâncias sem ter que abastecer novamente. Por outro lado, conforme a potência aumenta, o consumo aumenta também e mais poluentes são lançados no ar. Um motor elétrico, por outro lado, não emite nenhum poluente, e tem um custo por km rodado muito mais baixo. Contudo, isso também tem seu lado negativo, pois esses modelos costumam ter uma autonomia baixa, e ainda demoram mais para voltar a rodar, pois, recarregálo obviamente demora mais do que parar para abastecer um modelo convencional. Mas só de pensar no bem que faz para a saúde, chegamos a conclusão que compensa ter um.
CARRO HÍBRIDO – 50
O principal ponto positivo de um carro híbrido, é combinar a boa autonomia e potência do motor a combustão, com a menor emissão de poluentes e economia do propulsor elétrico. Para
atuarem
juntos,
o
sistema
de
ambos foi
aperfeiçoado, obtendo o melhor resultado possível. Basicamente, esses modelos podem ser divididos em três tipos: O primeiro é o Híbrido em série, nesse tipo, os motores atuam ligados em sequência, ou em série, sendo que a saída de um alimenta a entrada do outro. Normalmente é o motor a combustão que alimenta o motor elétrico, sendo que apenas esse último atua sobre as rodas, deixando o primeiro apenas para gerar eletricidade. Exemplos de modelos desse tipo: Chevrolet Volt e o Opel Ampera. O segundo é o Híbrido em paralelo, aqui os dois propulsores são usados para gerar a força necessária, mas apenas um deles atua, sendo que o outro o auxilia para melhorar seu desempenho.
CARRO HÍBRIDO – 51
Exemplos de modelos desse tipo: carros da Honda, como Civic Hybrid e Insight. O terceiro é o Híbrido misto, ou combinado, é um sistema mais comum entre os modelos híbridos, essa categoria de funcionamento usa os dois motores, de forma separada ou simultaneamente, e os dois podem atuar sobre as rodas. Se eles atuarem juntos, um se encarrega de fazer o carro andar, enquanto o outro gera a energia elétrica, tudo
sendo
definido
instantaneamente
por
um
computador. Exemplos de modelos desse tipo são os modelos híbridos da Toyota (como o Prius), da Lexus (como o CT200h) e o Ford Fusion Hybrid. O quarto é o Carro híbrido, com diferenças ao dirigir, independentemente do sistema usado, o principal objetivo sempre é a economia. Isso é visto, por exemplo, no tamanho do motor a combustão geralmente usada, menor do que em outros modelos convencionais de mesmo porte, e também no seu ciclo de funcionamento. O motor elétrico também tem características importantes
CARRO HÍBRIDO – 52
que
contribuem
para
isso,
como
a
frenagem
regenerativa. Toda vez que o freio é acionado, ou mesmo quando o acelerador é aliviado, o motor elétrico funciona num modo reverso, mandando energia de volta para as baterias. A aerodinâmica do carro e o uso de pneus com menor resistência
também
fazem
o
consumo
cair
consideravelmente. Tudo isso não terá o efeito desejado se o modo de condução não for apropriado. Como a proposta é a economia de combustível, nada de acelerações bruscas sem necessidade. O modo totalmente elétrico desses modelos também funciona até uma certa velocidade (por volta 40 ou 50 km/h). Se for possível ficar dentro dela, principalmente em trajetos curtos, a economia será maior. Um cuidado que todo motorista deve ter quando dirige um modelo híbrido, e que todas as montadoras alertam, é exatamente que em modo elétrico ele não faz nenhum barulho, o que prova ainda mais o benefício que traz a
.
CARRO HÍBRIDO – 53
saúde, já que barulhos geralmente, faz mal a saúde e estressa. Quando falamos sobre o cenário do carro híbrido em nosso país, ainda pesa muito que o governo não dá tantos incentivos para a sua compra. Isso pode mudar em breve, já que em janeiro desse ano foi anunciada a possibilidade de diminuição da alíquota de IPI para carro híbrido e elétrico, que cairia de 25% para 7% (o mesmo dos modelos 1.0).
ADSORÇÃO DE CÁDMIO
ADSORÇÃO DE CÁDMIO – 55
Os metais provenientes de atividades antropogênicas contaminam o ambiente, insumos e matérias-primas e, consequentemente, a cadeia trófica, alcançando assim a todos. Em função do acúmulo desses metais, bem como de suas consequências danosas, estão sendo realizados estudos para avaliar os níveis alcançados por tais contaminações. Como a capacidade de adsorção do metal pela serragem não foi esgotada na primeira utilização, estudou-se a possibilidade de um novo contato
reutilizando-se
a
solução
remanescente,
mantendo a proporção. Numa segunda etapa, foram testados tempos de 12, 8 e 4 horas. O teor de cádmio foi determinado por espectrofotometria de absorção atômica (EAA) na solução de contato, após separação da serragem
por
filtração.
Pelos
resultados
obtidos,
podemos dizer que estes resíduos podem ser utilizados como adsorventes de metais pesados no tratamento de efluentes. O constante crescimento demográfico e industrial, agregado à ocupação desordenada e ao uso inadequado da água e do solo, resulta sempre em poluição do
ADSORÇÃO DE CÁDMIO – 56
ambiente, sendo algo para nos preocuparmos. Outras formas de contaminação do solo são os resíduos da fabricação de cimento, da queima de combustíveis fósseis e lixo urbano e de sedimentos de esgotos.
Na
agricultura,
uma
fonte
direta
de
contaminação pelo cádmio é a utilização de fertilizantes fosfatados. Sabe-se que a captação de cádmio pelas plantas é maior quanto menor o pH do solo. Nesse aspecto, as chuvas ácidas representam um fator determinante no aumento da concentração do metal nos produtos agrícolas. O cádmio pode interagir com grupos carregados negativamente existentes na parede celular (fosforilas, hidroxilas, carboxilas e sulfidrilas) e, desta forma, ser adsorvido. O metal também pode interagir quimicamente com as manos proteínas e, assim, penetrar pela camada de glucanas, alcançando o citossol através das proteínas transportadoras. A cana-de-açúcar, originária da Índia, atualmente, é explorada em quase todo o país, que apresenta 5,4 milhões de hectares cultivados, considerado o maior
.
ADSORÇÃO DE CÁDMIO – 57
produtor mundial e o país com maior potencial de expansão em área plantada. Estes resíduos que permanecem no solo e ainda não são explorados no Brasil, apresentam quantidades que variam com a idade, variedade e com o local do plantio, que podem oscilar entre 6 t.ha-1 e 22,8 t.ha-1 de palhada. A quantidade de resíduos pode chegar a 1/5 do peso total da cana e, desta forma, causar problemas para as operações de pós-colheita. Estima-se que, além da quantidade de bagaço processado e utilizado para alimentar caldeiras, haja um excedente de bagaço de cana-de-açúcar correspondente a 8% nas destilarias anexas e 12% nas autônomas, que poderia ter outros destinos (que já foram citados vários aqui nesse livro), inclusive ser empregado para melhorar a qualidade do meio ambiente. Pelos resultados obtidos com o experimento que empregou a concentração de 25 mg Cd.L-1 de serragem, foram observadas diferenças significativas (P < 0,05) entre os quatro tempos empregados. Os tempos de 8, 12 e 16 horas apresentaram diferenças
ADSORÇÃO DE CÁDMIO – 58
significativas (P < 0,05) e foram considerados eficientes quanto ao processo de adsorção do metal presente na solução inicial. Nos dois tratamentos de reutilização subsequentes, a baixa concentração adsorvida, foi provavelmente em função da baixa concentração do metal presente nas respectivas soluções remanescentes, visto que a probabilidade de contato entre o metal e a serragem foi menor. Para os dois resíduos empregados (serragem e bagaço de cana-de-açúcar) o tempo de 4 horas se mostrou insuficiente para promover a adsorção. Pelos resultados obtidos nos tempos de contato de 8, 12 e 16 horas, pode-se dizer que a serragem e o bagaço de
cana-de-açúcar
passíveis
de
serem
são
resíduos
utilizados
agroindustriais como
materiais
absorventes de metais pesados no tratamento de efluentes, mostrando assim a utilidades na conservação dos solos.
CINZAS PARA CALAGEM DO SOLO
CINZAS PARA CALAGEM DO SOLO – 60
O processo de queima da biomassa gera as cinzas que são os materiais minerais que não fazem parte da queima, e não apresentam utilidade para as empresas do setor florestal. O objetivo deste estudo caracterizou as cinzas produzidas por uma caldeira de biomassa no período de um ano e concomitantemente avaliar o aproveitamento deste material como insumo para a produção de mudas de eucalipto em campo e de trigo em laboratório. O trabalho foi dividido em três capítulos onde o primeiro caracteriza as cinzas de uma caldeira ao longo do período de um ano, considerando os diferentes materiais que são inseridos. Concluiu-se que as cinzas apresentam características homogêneas independente da origem ou procedência. Os resultados mostraram que a adição de cinzas em dosagens
mais
baixas
possibilitou
o
melhor
desenvolvimento do trigo, e a presença do biochar prejudicou a germinação e a produtividade. Avaliou-se o crescimento do eucalipto com a substituição da calagem convencional pela adição das cinzas de caldeira no solo. Foi possível verificar o aproveitamento das cinzas de
CINZAS PARA CALAGEM DO SOLO – 61
caldeira de biomassa no processo de calagem do solo para o desenvolvimento de eucalipto. Desta forma, os resultados do trabalho mostraram a viabilidade do aproveitamento de resíduos de caldeira de biomassa em empresas do setor florestal, possibilitando a aplicação do conceito de usos múltiplos das florestas plantadas. Porém, por outro lado, já citei anteriormente que a cinza pode ser usada para substituir em parte o cimento usado na construção civil, se as cinzas forem usadas nesse setor, faltará cinzas para serrem usadas no tratamento do solo, fazendo que os agricultores comprem adubos e assim gastem bem mais, por isso, existe uma dificuldade de inserir as cinzas como algo correto de ser usado na construção civil.
BAGAÇO CONSEGUE LIMPAR ÁGUA CONTAMINADA
BAGAÇO CONSEGUE LIMPAR ÁGUA CONTAMINADA – 63
Um novo método para limpar águas contaminadas, foi descoberto
por
pesquisadores
brasileiros,
eles
descobriram que bagaço da cana-de-açúcar, um dos principais resíduos da agroindústria nacional, pode “limpar” água contaminada com cobre ou crômio. A pesquisa feita por cientistas da Universidade Federal de
São
Carlos(UFSCar),
em
colaboração
com
Unifesp(Universidade Federal de São Paulo) e com apoio
da
Fapesp
e
do
Conselho
Nacional
de
Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), foi publicada em dois artigos na revista especializada Environmental Science and Pollution Research. Conforme os especialistas, um compósito, material híbrido que apresenta características distintas de seus precursores, produzido a partir do bagaço e de nanopartículas magnéticas, conseguiu remover o cobre e o crômio em meio aquoso. O compósito apresenta propriedades adsorventes e magnéticas, eficiente na remoção de diferentes espécies químicas contaminantes presentes no meio aquoso. Após a remoção do contaminante pelo compósito por
BAGAÇO CONSEGUE LIMPAR ÁGUA CONTAMINADA – 64
processo de adsorção (pelo qual espécies químicas são retidas nas superfícies sólidas do adsorvente), o material é retirado do meio aquoso pela ação de um ímã, deixando a água limpa. Sua natureza híbrida, que une as propriedades da matriz biológica com as magnéticas das nanopartículas de magnetita, permite que os materiais propostos no trabalho sejam versáteis. Ou seja, o material também pode ser aplicado na remoção de moléculas orgânicas, o que reforça seu potencial para tratamento de água e efluentes. As pesquisas tiveram como primeiras autoras as alunas, Juliana Tosta Theodoro Carvalho e Thais Eduarda Abílio, com a supervisão da pesquisadora Elma Neide Vasconcelos Martins Carrilho, do Laboratório de Materiais Poliméricos e Biossorventes (Lab-MPB), da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), no Campus de Araras, em colaboração com Geórgia Labuto,
do
Laboratory
of
Integrated
Sciences
(LabInSciences) do Departamento de Química da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), em
BAGAÇO CONSEGUE LIMPAR ÁGUA CONTAMINADA – 65
Diadema. A linha de pesquisa tem apoio da FAPESP e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). O estudo faz parte de uma série de outros trabalhos que seu grupo vem desenvolvendo no Lab-MPB (UFSCar), usando
biomassas como
biossorventes,
alternativa viável e eficiente para a descontaminação de ambientes aquáticos. Com esses materiais, a proposta é criar colunas de adsorção
em
leito
fixo
contendo
os
compósitos
adsorventes produzidos com resíduos de biomassa que seriam descartados, considerados lixos, para atuarem como filtros biossorventes. É bom que a produção científica com base no uso dessa categoria de tecnologia continue
crescendo
no
Brasil
e
impulsione
a
bioeconomia no país. O cobre é um metal maleável e bom condutor de eletricidade,
por
isso
muito
usado
na
indústria,
construção civil e em atividades agrícolas. É largamente utilizado para controle de proliferação de cianobactérias em reservatórios de água para consumo humano. Em
BAGAÇO CONSEGUE LIMPAR ÁGUA CONTAMINADA – 66
pequenas
quantidades,
é
elemento
essencial
a
organismos vivos, mas em altas concentrações na água pode provocar náusea, vômito e diarreia, segundo análises da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb). Por isso essa descoberta pode ajudar a todos, não somente humanos, mas também os animais existentes em águas contaminadas. A técnica pode ser adaptada também para a retirada de corantes sintéticos, drogas, hormônios e pesticidas da água.
Carrilho
lembra
que
os
nanocompósitos
magnéticos estudados pelo grupo também têm potencial para auxiliar na remoção de óleos (como o petróleo cru) da superfície da água em casos de derramamento. Em testes de laboratório, os cientistas já conseguiram que outros compósitos feitos à base de resíduos de biomassa e magnetita que removessem petróleo bruto e outras categorias de óleo derramados em água, com 80% de eficácia. Infelizmente no Brasil, várias cidades ainda jogam esgotos nos rios, mostrando assim a importância dessa
.
BAGAÇO CONSEGUE LIMPAR ÁGUA CONTAMINADA – 67
descoberta para a limpeza das águas, mas na cidade onde moro, não joga mais, o nome da E.T.E (Estação de tratamento de esgoto) é o nome do meu avô, uma homenagem ele por ajudar na limpeza da cidade por anos, ele se chamava Pedro Leme Machado. Assim como citei em capítulos anteriores, o bagaço pode ser usado em várias funções por isso, cabe o dono da usina vender o bagaço para onde pagar mais.
ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DA VINHAÇA
ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DA VINHAÇA – 69
Este é um tema que frequentemente aparece quando estamos discutindo os critérios de projeto para a implantação
de
novas
unidades
industriais,
principalmente quando o cliente quer maximizar a venda de energia elétrica. A vinhaça proveniente da produção do etanol de cana é um efluente líquido com grande potencial de poluição. Este potencial é caracterizado basicamente pela sua carga orgânica, avaliado pela sua demanda química de oxigênio (DQO), e pelo seu teor de potássio. O potássio é um elemento que praticamente não participa das reações físico químicas durante o processamento da cana-de-açúcar. Desta maneira, o potássio que se encontra na cana acaba saindo todo na vinhaça, seja o etanol produzido de caldo, de mel ou de uma combinação entre os dois. O que pode variar é a sua concentração, em função da quantidade de vinhaça produzida por litro de etanol, mas ele estará todo lá. Quando a vinhaça é aplicada na lavoura, o seu teor de potássio é determinante no cálculo das máximas taxas de aplicação por hectare por ano. A DQO não é
ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DA VINHAÇA – 70
relevante, desde que não ocorra infiltração até o lençol freático, pois a matéria orgânica disposta no solo será aproveitada pela soqueira da cana. Quando a vinhaça passa por um tratamento de digestão anaeróbica, pode haver uma remoção de DQO da ordem de 80% a 90% no máximo. Novamente o potássio não participa das reações, e o potássio que entra é o potássio que sai do reator. Como o teor de potássio não se altera e a DQO na saída ainda é alta para disposição do efluente na natureza, este tratamento não pode se viabilizar como um sistema de controle de poluição. Portanto, o tratamento somente é viável, principalmente no Brasil, se a energia produzida pagar o investimento e os custos operacionais. A fonte de energia é principalmente o gás metano, contido no biogás proveniente da digestão anaeróbica da vinhaça. A digestão anaeróbica é proporcionada por bactérias adequadamente selecionadas e adaptadas ao efluente e ao meio reinante no interior do reator. A maior parte da DQO é convertida, e o lodo resultante da reação (cerca de 1,5% a 2,5% do efluente na entrada) deve ser
.
ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DA VINHAÇA – 71
removido do reator e adequadamente disposto, como outros resíduos. Pode também ser vendido a um preço de cerca de R$ 60,00/t, pois hoje o mercado de lodo ativado é comprador. Há basicamente duas categorias de bactérias usadas nos reatores. As bactérias mesofílicas operam com temperatura na faixa de 35 a 37 C, e as termofílicas na faixa de 55 a 57 C. O bom controle da temperatura é crucial para a boa eficiência do processo. Além da temperatura, o controle do pH é também importante. No início do processo, como o pH da vinhaça é muito baixo e as bactérias trabalham em meio basicamente neutro, é necessário usar soda ou outro alcalinizante para neutralizar o meio. Como os reatores trabalham sempre com altas taxas de recirculação, à medida que o processo avança o consumo de alcalinizante decresce rapidamente. Para definir o processo o projetista precisa encarar duas
tarefas
imprescindíveis.
É
preciso
procurar
caracterizar adequadamente o efluente em questão e preciso procurar determinar, com testes pilotos, a taxa de
ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DA VINHAÇA – 72
remoção de DQO esperada e as características do biogás produzido. A correta caracterização do efluente é indispensável para qualquer projeto. Fabricantes como a Dedini, por exemplo, que já forneceu inúmeros reatores para a indústria cervejeira, tem um grande banco de dados a respeito da vinhaça. Entretanto, para usinas que produzem açúcar e que utilizam enxofre no processo, conhecer o teor de gás sulfídrico (H ₂S) no biogás resultante é também indispensável para determinar a necessidade de tratamento antes do seu uso. Alto teor de H₂S no biogás pode exigir, por exemplo, motores de combustão interna com materiais especiais, muito mais caros, ou pode provocar corrosão indesejável nos recuperadores de calor das caldeiras. No Brasil a vinhaça tem DQO na faixa de 20 a 25 kg/m³ (proveniente de fermentação com caldo) e de 30 a 35 kg/m³ (fermentação de caldo e mel). Como se diz na indústria, DQO no efluente significa produto perdido. Neste caso, a DQO mais alta em vinhaça de mel significa
que
parte
dos
açúcares
redutores
se
.
ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DA VINHAÇA – 73
transformou em açúcares infermentescíveis durante o processamento para a produção de açúcar, o que são perdas industriais. Existem várias categorias de reatores para a digestão anaeróbica. Em todos os casos o desafio da engenharia é sempre procurar homogeneizar o meio ao máximo, para proporcionar que as bactérias entrem em contato com a matéria orgânica, a sua fonte de sobrevivência. Lagoas anaeróbicas, com profundidade na faixa de 4 a 6 m, podem ser usadas e devem ser revestidas com geomembrana à base de PAD e também cobertas pelo mesmo material, para a coleta do biogás. São reatores que exigem grandes volumes, pois a taxa de aplicação (TA) varia de 2 a 3 kg DQO/m³/dia. Grandes volumes dificultam a homogeneização do meio e podem criar caminhos preferenciais, reduzindo a taxa de conversão de DQO. Como as membranas não suportam pressões internas sem vazamentos, necessitam de sistemas de exaustores para remoção do biogás. Usam bactérias mesofílicas, operando na temperatura de 36 C, mas mesmo assim o controle da temperatura é dificultado em
ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DA VINHAÇA – 74
função
dos
grandes
volumes
que
devem
ser
homogeneizados. Reatores
tipo
UASB
(Up-flow Anaerobic
Sludge
Blanket) utilizam bactérias termofílicas, operando na temperatura de 56 C, desenhados para operar com uma TA na faixa de 8 a 10 kg DQO/m³/dia. É a categoria de reator que se encontra em operação na Usina São Martinho, processando cerca de 10% da vinhaça produzida e gerando a energia necessária para a secagem de levedura. Reatores tipo IC (Internal Circulation) utilizam bactérias mesofílicas, operando com temperatura de 36 C, e são desenhados para uma TA de 25 a 30 kg DQO/m³/dia. Os volumes se reduzem drasticamente, principalmente pelo recurso da utilização do próprio biogás gerado para a homogeneização do meio. Podem operar com pressão interna suficiente para bombear o biogás para as etapas seguintes do processo. São tipicamente usados em cervejarias, para fins de controle de poluição. Para avaliarmos o potencial energético de uma planta deste tipo, é possível exemplificar a situação típica de
.
ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DA VINHAÇA – 75
uma planta produzindo somente etanol, conforme indicado a seguir: Produção típica de etanol/cana: 0,090 m³/t Produção típica de vinhaça/etanol: 10/1 DQO típica da vinhaça: 20 kg/m³ Produção típica de DQO/cana: 18 kg/t Taxa de remoção de DQO no reator: 85% Produção de biogás: 0,35 a 0,40 nm3/kg DQO removido Concentração média de metano no biogás: 60% a 80% Produção típica de metano: 0,26 nm3/kg DQO Produção específica de metano/cana: 4,7 Nm3/t Poder calorífico inferior do metano: 34450 kJ/Nm3 Equivalência com bagaço (PCI = 7325 kJ/kg): 4,7 kg de bagaço / Nm3 de metano Bagaço adicional equivalente % cana: 2,2% Bagaço % cana típico: 26,5% Acréscimo percentual, expresso em bagaço, proporcionado pelo metano: 8,3%
.
ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DA VINHAÇA – 76
Geração adicional em ciclo de vapor (68 bar / 520 C) com turbina de condensação: 12,7 kW.h/tc Geração adicional em motores de combustão interna de ciclo Otto: 17,1 kW.h/tc O metano produzido pode ser basicamente queimado em caldeiras para geração de vapor ou em motores de combustão interna. Caso seja queimado em caldeiras, estamos falando de um ciclo de condensação, pois não haveria consumo de vapor de processo. Trata-se de um ciclo com baixa eficiência, da ordem de 30% apenas. Com um sistema regenerativo, com tomadas na turbina de condensação para o prévio aquecimento do condensado, geramos cerca de 0,50 kW.h/t de bagaço. Portanto, com o uso do metano em caldeira, estaríamos produzindo um adicional de cerca de 12,0 kW.h/t cana. Embora a eficiência de recuperação de energia seja mais baixa, a vantagem é que
os
equipamentos
(caldeira
e
turbina
de
condensação) já estariam disponíveis. Caso seja queimado em motores de combustão interna de boa eficiência, podemos atingir eficiências de até 38%
.
ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DA VINHAÇA – 77
na geração de energia elétrica. Portanto, com o uso do metano
em
motores,
estaríamos
produzindo
um
adicional de cerca de 17,0 kW.h/t cana. Estes motores perdem
cerca
de
22%
da
energia
primária
do
combustível em resfriamento de água e de óleo, e cerca de 40% nos gases de combustão. Assim, embora exista um investimento adicional nos motores, pode-se pensar no aproveitamento do calor destes gases, que estão a cerca de 400 C, para secagem de levedura ou para produção de água gelada, criando-se um ciclo de maior eficiência do que o ciclo de condensação. Obteremos os custos de instalação dos equipamentos. Os digestores anaeróbicos tipo IC completos, inclusive com o sistema para eliminação do H₂S, custam de R$ 85,00 a R$ 95,00 por kg de DQO aplicada por dia. Os motores de combustão interna custam de R$ 1.700,00 a R$ 2.000,00 por kW instalado, inclusive com o sistema de torres de resfriamento para o circuito de água. Os custos de operação da caldeira e da turbina de condensação são conhecidos. Os custos de operação dos motores devem ser bem avaliados, pois são
ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DA VINHAÇA – 78
equipamentos que usam muito óleo lubrificante e filtros. Os custos de operação de digestores anaeróbicos estão estimados entre R$ 0,016 a R$ 0,018 por kg de DQO aplicada, mas é preciso confirmar com o fabricante, pois os insumos podem variar muito de uma tecnologia para outra. O custo total de operação da planta com motores de combustão interna anda ao redor de R$ 40,00 / MW.h. É importante lembrar que, em todos os casos, é preciso descontar
a
energia
parasita,
representada
pelos
equipamentos auxiliares tais como exaustores, bombas, torres de resfriamento, etc. Deve estar na faixa de cerca de 10%. Agora é fazer contas e, em função do preço de venda da energia elétrica, verificar se compensa.
AÇÚCAR USADO PARA TEMPERAR PAREDE
AÇÚCAR USADO PARA TEMPERAR PAREDE – 80
Acrescentar açúcar refinado ao cimento pode evitar rachaduras no concreto exposto a altas temperaturas Assim como eu disse em capítulos anteriores, o açúcar pode ser usado na construção civil, mas agora falarei sobre o benefício dele em locais quentes, como churrasqueira. Alguns engenheiros civis e mestres de obras lançam mão desta commodity para reparar um problema antigo das obras: as micro-rachaduras e fissuras do concreto exposto a altas temperaturas. Segundo os profissionais do ramo, o açúcar refinado, aquele mesmo que serve para adoçar o cafezinho, misturado ao cimento em pequenas proporções evita o problema. Na internet, não faltam receitas para fazer a mistura e os usuários da massa, de leigos a profissionais do setor que garantem que ela fica igual a um piche, de tão forte, compacta e vedante. Essa massa é ótima para revestir ou colocar tijolos em fornos, pois ela não trinca com a temperatura, avalia o ajudante de pedreiro Ricardo Príncipe, em um site de relacionamentos. Olivier Anquier, famoso chef de cozinha e apresentador de televisão
AÇÚCAR USADO PARA TEMPERAR PAREDE – 81
também diz, em seu site, que a massa tem seus princípios positivos. Uma dica preciosa aqui é que a massa corrida à base de cimento leva açúcar na receita. É para que a emenda do forno não rache com o calor. Quem é profissional do segmento sucroenergético também já se interessou pelo tema. Plínio Nastari é diretor presidente do Instituto Datagro e um dos mais conceituados
consultores
econômicos
do
setor
e
assumiu que, de tanto ouvir falar no assunto, buscou mais informações para saciar sua curiosidade. Segundo os princípios da engenharia civil, o concreto apresenta as rachaduras e fissuras devido ao processo de perda de água, por hidratação e evapotranspiração, que sofre durante a secagem, em sua aplicação inicial. Em um prazo de tempo muito curto, a perda de água aumenta com a elevação das temperaturas, por isso, no processo de concretagem de obras, é preciso molhar o concreto várias vezes ao dia (procedimento chamado cura) e retardar ao máximo a secagem. O uso do açúcar refinado misturado ao cimento retarda as reações de hidratação do produto e, em teores elevados, podem até
AÇÚCAR USADO PARA TEMPERAR PAREDE – 82
inibi-lá totalmente. A adição de uma pequena quantidade de açúcar à massa impedirá a total hidratação ou formação de cristais de cimento. A argamassa resultante terá melhor módulo de deformação e maior capacidade de absorver deformações de origens térmicas, como no caso das churrasqueiras, lareiras e fornos. Porém, que o uso indiscriminado da massa com açúcar, pode acarretar problemas e a sua utilização deve ser sempre orientada por um profissional. Apesar de ser indicada
em
pequenas
encarecerá o custo da obra.
quantidades,
o
produto
POSFÁCIO - 83
POSFÁCIO Espero que tenham entendido a importância da canade-açúcar para preservar o meio ambiente, as usinas podem usar o que produz ou sobra da cana em várias coisas, mas faltará cana para tanta coisa que dá para fazer com ela, então no caso, cabe aos usineiros procurarem vender açúcar, álcool e o que sobra das canas para algo mais vantajoso. Preservaremos o meio ambiente e plantaremos mais cana!
AGRADECIMENTOS - 84
AGRADECIMENTOS Agradeço em primeiro lugar a Deus, por essa oportunidade e depois a minha amada esposa Roseli, agradeço também a minha mãe Maria Rosa, Willian Alves, Fernando Camargo, Sebastião Reis e Diego Carvalho
Deus abençoe a todos!
SOBRE O AUTOR - 85
SOBRE O AUTOR Natural da cidade de Pontal-SP (Interior de São Paulo), Marcos é casado com Roseli Laurência que é quem corrige todos os seus livros e sempre o incentiva. Em março de 2019 lançou seu primeiro livro (A História dos Filmes Cristãos no Brasil — Edição com 462 Fotos) em dezembro foi finalista no Festival Internacional de Cinema Cristão na categoria "Game", devido ao jogo "A história dos filmes cristãos no Brasil", baseado no livro com o mesmo nome. Em 2020, participou de várias antologias (9 editoras), participando assim de livros e revistas em várias editoras e tem textos publicados em site e blogs. No total, pessoas de 37 países leram os seus textos, seja de forma paga ou gratuita. Em setembro de 2020, o escritor ganhou o concurso literário internacional “Poesia solidária”, concurso esse, que foi realizado por um morador do país “São Tomé e Príncipe”. Em março de 2021, o escritor foi finalista do Festival Internacional de Cinema Cristão na categoria "Melhor
roteiro não produzido". BIBLIOGRAFIA - 86
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