INVENTÁRIO DE CICLO DE VIDA DAS EMISSÕES DE
CO2 DO PNEU INSERVÍVEL COMO COMBUSTÍVEL EM
FORNOS DE CIMENTEIRAS
MARINA SANTA ROSA ROCHA
Universidade Federal do Rio de Janeiro
[email protected]
RAFAEL FREITAS FUNCIA LEMME
Universidade Federal do Rio de janeiro
[email protected]
MARCIO DE ALMEIDA D''AGOSTO
COPPE/UFRJ
[email protected]
INVENTÁRIO DE CICLO DE VIDA DAS EMISSÕES DE CO2 DO PNEU
INSERVÍVEL COMO COMBUSTÍVEL EM FORNOS DE CIMENTEIRAS
1. INTRODUÇÃO
O pneu é um elemento chave para o desenvolvimento da sociedade moderna (Souza &
D’Agosto, 2013). No entanto, ele possui uma vida útil limitada, tornando-se, após
determinado período de uso, inservível para desempenhar com qualidade e segurança suas
funções.
A destinação incorreta deste resíduo impacta negativamente tanto o meio ambiente
quando a saúde humana. Estes impactos estão em geral relacionados à capacidade de acúmulo
de água dentro de pneus inservíveis, sendo fonte de proliferação de vetores de doenças, e ao
alto poder calorífico deste resíduo, o que pode ocasionar grandes incêndios, com a liberação
de muitos poluentes (Rodrigues Jorge et al., 2004 apud Motta, 2008; Cimino & Zanta, 2005).
Estados membros da União Europeia foram proibidos de depositar pneus inteiros em
aterros sanitários desde 2003 e pneus picados depois de 2006, com exceção de pneus de
bicicleta ou com diâmetro externo maior que 1.400 mm (Sienkiewicz, Kucinska-Lipka, Janik,
& Balas, 2012). No Brasil, a Resolução CONAMA 258 de 1999 proibiu a destinação final de
pneus inservíveis em aterros sanitários e determinou a obrigatoriedade de coleta e destinação
final adequada por parte de fabricantes e importadores de pneumáticos para uso em
automóveis e bicicletas (Ministério do Meio Ambiente [MMA], 1999). Percebe-se, portanto, a
necessidade da reinserção do pneu inservível em novos ciclos produtivos.
De acordo com a European Tyre and Rubber Manufacturers’ Association ([ETRMA],
2011), na Europa (UE27, Noruega e Suíça), a principal forma de disposição final adotada é o
coprocessamento em fornos de cimenteiras, representando 42,5% dos pneus inservíveis
gerados em 2010. Já no Brasil, segundo Lagarinhos e Tenório (2008), o coprocessamento é a
segunda forma de destinação adequada mais utilizada, tendo recebido 35,7% dos pneus
inservíveis gerados em 2006. Esta alternativa pode ser interessante do ponto de vista
ambiental, por reduzir o acúmulo de resíduos.
No entanto, é necessário fazer uma análise sistêmica, avaliando outros aspectos em todo
seu ciclo de vida, para determinar se uma alternativa produtiva é ambientalmente adequada. A
Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) pode ser uma boa ferramenta, uma vez que estuda os
aspectos ambientais e os impactos potenciais ao longo da vida de um produto (do “berço ao
túmulo”) (Associação Brasileira de Normas Técnicas [ABNT], 2001). Algumas vezes se
observa o emprego parcial desta técnica, obtendo-se um Inventário de Ciclo de Vida (ICV).
Em ambas, os aspectos ambientais a serem avaliados devem estar relacionados aos principais
impactos do processo estudado, assim como às demandas da sociedade.
Um dos impactos ambientais mais relevantes na atualidade refere-se ao aumento da
temperatura da Terra. Essa tendência pode ter correlação com atividades antrópicas,
principalmente o uso de combustíveis fósseis, mudanças no uso da terra e agricultura (Bolin,
Houghton, Meira Filho, Watson, Zinyowera, Bruce, et al., 1995), contribuindo para o
agravamento do fenômeno conhecido como efeito estufa. Apenas a indústria do cimento
responde, em todo o mundo, por aproximadamente 5% do total de CO2, um dos gases que
contribue com o efeito estufa (Sindicato Nacional da Indústria do Cimento [SNIC], 2008). No
Brasil, o Segundo Inventário Nacional de Gases de Efeito Estufa classificou a participação do
setor como 2,9% do total das emissões nacionais (Ministério da Ciência e Tecnologia [MCT],
2010a).
O objetivo principal desta pesquisa foi aplicar a técnica de ICV a fim de analisar o
coprocessamento como disposição final dos pneus inservíveis no Brasil, sob a ótica das
emissões de CO2. Ademais, determinou-se, sob o aspecto das emissões de CO2, qual
1
combustível seria o mais adequado para o uso nos fornos de clínquer, o pneu inservível ou o
coque de petróleo.
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
O cimento é constituído de um pó fino, de tamanho aproximado de 50 μm, resultante de
uma mistura formada pelo clínquer (96%) e outras substâncias, tais como gesso (4%) e
escórias de silício (Monteiro & Mainier, 2008). Em escala mundial, aproximadamente 90%
das emissões de CO2 oriundas da fabricação de cimento ocorrem durante a produção de
clínquer, seja na calcinação/descarbonatação da matéria-prima, seja com a queima de
combustíveis no interior do forno. A parcela restante resulta do transporte de matérias-primas
e das emissões pelo consumo de energia elétrica na fábrica (MCT, 2010b). Mesmo com altos
níveis de eficiência na queima de combustíveis, ainda existe espaço para a exploração de
novas soluções ambientalmente adequadas neste aspecto, como, por exemplo, o uso de fontes
alternativas de energia nos fornos de clínquer. Isto é possível pelo coprocessamento de
resíduos (como pneus, óleos usados, plásticos, tintas etc.) e/ou pelo uso de biomassa (moinha
de carvão vegetal, casca de arroz, bagaço de cana etc.), que substituem parcialmente
combustíveis fósseis tradicionais (como o coque de petróleo e o carvão mineral), contribuindo
para uma menor emissão líquida de CO2 no processo (SNIC, 2008).
O coprocessamento de pneus inservíveis em fornos de cimenteira é uma opção
interessante na medida em que o aço e outros produtos de combustão são absorvidos pelo
processo, devido à temperatura extremamente elevada do forno. Além disso, o uso de pneus
em fornos de cimenteira não produz qualquer efeito negativo sobre a qualidade do clínquer
(Silvestraviciute & Karaliunaite, 2006).
De maneira geral, existem duas formas de utilização desses pneus: 1) pneus picados
colocados diretamente na zona de queima do forno e 2) pneus inteiros introduzidos na zona de
calcinação.. O pneu picado mostra-se mais adequado na medida em que seu poder calorífico é
mais alto, por conter menos nylon, talão e cinta (Pipilikaki, Katsioti, Papageorgiou, Fragoulis,
Chaniotakis, 2005). Ademais, o uso de pneus inteiros requer, normalmente, modificações
mais onerosas, tanto no manuseio como na alimentação do forno, enquanto o uso de pneus
picados requer apenas um pré-tratamento (Lagarinhos, 2004).
Para que ocorra o coprocessamento de pneus inservíveis em fornos de cimenteiras não é
suficiente ter uma planta industrial adaptada para recebê-los como combustível. É preciso
uma cadeia logística reversa bem delimitada, de modo a supri-los para a indústria. A
estruturação da cadeia logística do pneu inservível é complexa, já que ele se encontra de
forma dispersa, em diversos geradores, devendo passar por destinos intermediários para
chegar ao seu destino final (Souza e D’Agosto, 2013).
Pode-se observar em todo o mundo uma evolução da regulamentação acerca da coleta e
destinação de pneus inservíveis. Isto tem contribuído para o surgimento de iniciativas de
gerenciamento da cadeia logística reversa. No Brasil foi instituído o sistema de
responsabilidade do produtor e importador (MMA, 2009).
Neste sentido, Souza e D’Agosto (2013) propuseram um modelo conceitual para a
cadeia logística reversa do pneu inservível que considera como geradores de pneus usados os
revendedores de pneu, empresa de manutenção ou sucateiros. Em seguida, o pneu é
encaminhado para um depósito, onde serão separados entre aqueles que ainda podem ser
reformados e os inservíveis. Depois desta etapa os pneus inservíveis são encaminhados para
uma unidade de trituração para só depois serem enviados ao seu destino final.
Assim, é preciso delimitar a cadeia logística reversa deste resíduo, considerando os
fornos de cimenteira como destino final, para que se possa traçar o perfil de emissões de CO2
relativo a este ciclo de vida. Para tal, o item a seguir apresenta a metodologia de ICV utilizada
neste trabalho.
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3. METODOLOGIA
Para que se tenha uma visão sistêmica dos impactos ambientais provocados por
determinados métodos produtivos é recomendável a realização de uma ACV. Esta técnica é
normatizada internacionalmente pela ISO 14.040, que já possui similar nacional, a NBR ISO
14.040 (ABNT, 2001). A ACV possui quatro etapas: objetivo e escopo, análise de inventário,
avaliação de impactos e interpretação de resultados.
Na prática, é comum a aplicação da ACV de forma parcial, optando-se pela realização
de um Inventário de Ciclo de Vida (ICV). Um ICV é composto pelas duas primeiras etapas de
uma ACV: definição de objetivo e escopo e análise do inventário. Usualmente, esta técnica é
utilizada para analisar as cadeias de produção e consumo, desde a extração de recursos até a
disposição final do resíduo associado.
A partir disso, mostrou-se adequada a realização de um Inventário de Ciclo de Vida do
pneu inservível tendo como destino final a queima em fornos de clínquer. Para fins de
comparação, também foi realizado um ICV do coque de petróleo utilizado para queima em
cimenteiras. Para estas análises, foi utilizado o procedimento proposto por D'Agosto e Ribeiro
(2009), que considera 4 fases para analisar os inputs e os aspectos ambientais do ciclo de vida
de um produto.
A Fase 1 consiste na definição do escopo do trabalho, podendo ser dividida em duas
etapas: definição da abrangência e das dimensões. Em seguida, deve-se realizar a coleta de
dados, sendo esta a Fase 2 (Análise do Inventário). Na Fase 3 é realizada a avaliação da
qualidade dos dados do ICV. Por fim, realiza-se a comparação dos resultados obtidos (Fase
4).
A delimitação dos ciclos de vida para aplicação do procedimento de ICV foi feita
através de um estudo de caso da unidade de Cantagalo da Lafarge Brasil S.A. A partir de
relatórios técnicos e corporativos, bem como de entrevistas semi-direcionadas com
funcionários da Lafarge Brasil S.A., da Vale S.A. e da Atômica Logística, foram delimitados
os ciclos de vida do pneu inservível e do coque de petróleo que abastecem o forno desta
unidade.
Para o cálculo das emissões de CO2 em cada etapa dos ciclos de vida, foram utilizadas
metodologias diversas, de acordo com as particularidades de cada processo. Foram
priorizados os dados mais próximos possíveis da realidade estudada, seguido por dados
consolidados internacionalmente e dados estimados. Dessa forma, foi possível comparar as
emissões de CO2 ao longo do ciclo de vida dos dois combustíveis estudados.
4. RESULTADOS
Para aplicação da metodologia proposta, é necessário que se defina em detalhes os
ciclos de vida em estudo. Desta forma, o estudo de caso, é descrito na seção 4.1. No item 4.2 é
aplicado o procedimento para realização do ICV. Neste item, os ciclos de vida do pneu
inservível e do coque de petróleo são descritos em detalhes, assim como o cálculo realizado
para estimativa das emissões de CO2.
4.1. Estudo de Caso
O estudo de caso escolhido para este trabalho compreende a fábrica de cimento da
Lafarge Brasil S.A., localizada na cidade de Cantagalo, no estado do Rio de Janeiro. Segundo
levantamento feito por Souza (2011), a região abriga outras fábricas de cimento de grande
porte, sendo o trabalho, portanto, aderente a diferentes realidades.
A Lafarge é um grupo multinacional, presente em 64 países, sendo a maior empresa
ocidental em termos de produção de cimento (Pinho & Faria, 2012). Já no Brasil, esta
empresa ocupa a sexta posição em termos de produção (SNIC, 2013) e é responsável por
diversas marcas de produtos.
3
A cadeia logística reversa praticada por esta unidade da Lafarge Brasil S.A. considera o
pneu inservível coletado pela RECICLANIP (instituição sem fins lucrativos para o
gerenciamento de pneus inservíveis, vinculada à Associação Nacional da Indústria de
Pneumáticos) e vindo de fontes aleat e direcionado para a CBL (empresa que realiza a
trituração deste resíduo) localizada no município de Nova Iguaçu, Rio de Janeiro. Já a cadeia
logística do coque considera a produção deste subproduto do petróleo nos EUA, sendo
exportado por portos do Golfo do México e importado pelo porto de Praia Mole, em Vitória,
no estado do Espírito Santo. O destino final dos dois insumos é o forno de clínquer da
cimenteira localizada em Cantagalo.
4.2. Aplicação da Metodologia de ICV
Para alcançar o objetivo estipulado foi necessário definir o escopo da análise, devendo
ser determinadas a abrangência, a partir dos limites geográficos, temporais e tecnológicos, e
as dimensões do estudo (comprimento, profundidade e largura).
No que se refere à abrangência temporal, geográfica e tecnológica que se pretende dar à
análise de cada alternativa, é prática que esta se limite ao estudo de uma região específica, no
momento presente, quando se dispõe de tecnologia representativa desta situação (D'Agosto e
Ribeiro, 2009). Como as tecnologias de processamento, transporte e produção tanto do coque
quanto do pneu inservível não sofreram muitas alterações recentemente, foram considerados
dados produzidos nos últimos 20 anos. Isto define tanto os limites temporais quanto
tecnológicos do trabalho. A abrangência geográfica foi delimitada pelo próprio estudo de
caso.
As dimensões do estudo envolvem a definição da largura, profundidade e comprimento
que se pretende dar ao Inventário de Ciclo de Vida. O comprimento definido para o ciclo de
vida de ambos os produtos foi do “berço ao túmulo”. É recomendável que se defina uma
estrutura modular, considerando três níveis de detalhamento para o comprimento: macro,
meso e micro estágios. Por meio desta abordagem, pode se realizar refinamentos sucessivos à
medida que se disponha de um maior detalhamento dos estágios e dos processos (D'Agosto &
Ribeiro, 2009).
Assim, os níveis de detalhamento adotados neste estudo podem ser vistos na Figura 1.
As comparações entre os ciclos de vida do coque e do pneu inservível foram realizadas no
meso-estágio, uma vez que os processos do micro-estágio são específicos para cada um. A
largura definida foi de nível 2, pois foram computadas as emissões de CO2 decorrentes
diretamente do uso de energia no processo estudado e as relacionadas à produção da fonte de
energia utilizada no processo. Refinamentos podem ser obtidos considerando-se o nível 3
(insumos e cargas ambientais para produção dos insumos de nível 2 e bens de capital)
(D'Agosto e Ribeiro, 2009). Já em relação à profundidade, o escopo foi limitado à análise de
emissões do CO2. Este gás foi escolhido por ser o principal contribuinte para a acentuação do
efeito estufa na Terra (Bolin, Houghton, Meira Filho, Watson, Zinyowera, Bruce, et al., 1995).
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Figura 1: Níveis de detalhamento do modelo de ciclo de vida.
Fonte: Autores
Para a análise do inventário, faz-se necessário detalhar os ciclos de vida. É importante
ressaltar que o pneu inservível foi considerado como um resíduo que deve ser disposto
corretamente, tendo no seu reaproveitamento como combustível um destino adequado. Por
isso, não foram consideradas as emissões provenientes do processo produtivo e logístico do
pneu em sua vida útil.
O início do ciclo de vida do pneu inservível foi definido como sendo o carregamento
dos caminhões que fazem o seu transporte para a CBL a partir de fontes dispersas. O destino
dos pneus inservíveis é a unidade de Nova Iguaçu da CBL, onde eles são triturados. As fontes
dispersas são os “ecopontos” (destinos intermediários que buscam otimizar a cadeia logística
reversa dos pneus), responsáveis por 95% do aporte total de pneus. As fontes aleatórias, que
correspondem aos 5% restantes, são representadas notadamente por usuários que estão mais
próximos à CBL do que de um “ecoponto”. A CBL é a única recicladora que abastece a
fábrica de Cantagalo da Lafarge Brasil S.A. (R. Mendes, comunicação pessoal, 16 de abril,
2013).
Segundo Lafarge (2010), 2,4 milhões de pneus são triturados por ano na unidade de
Nova Iguaçu. A quantidade queimada nos fornos de Cantagalo é de 12 mil toneladas por ano
(R. Mendes, comunicação pessoal, 16 de abril, 2013). Entretanto, para se chegar aos 2,4
milhões de pneus triturados, deve-se considerar que o pneu utilizado na queima já teve parte
do seu aço retirado durante o processo de trituração. De acordo com Novicki e Martignoni
(2010) apud Souza (2011), 11% do peso do pneu é constituído por aço, considerando o
existente na banda de rodagem e no talão do pneu. Com isso, estima-se que a quantidade
anual de pneus que chega à CBL tendo como origem os “ecopontos” e as fontes aleatórias é
de 13,5 mil toneladas.
Uma vez dispostos na unidade, os pneus passam por um processo de trituração. O pneu
triturado, que contém um pouco de aço residual, é estocado ao ar livre até ser recolhido por
caminhões para ser levado à unidade de Cantagalo.
No percurso da CBL Nova Iguaçu até a unidade de Cantagalo não é considerada a
distância percorrida de retorno para CBL desses caminhões, uma vez que os mesmos são
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utilizados para transportar cimento de Cantagalo para o centro de distribuição da Lafarge
Brasil S.A., em Nova Iguaçu. Este centro de distribuição localiza-se a menos de 200 metros
da CBL, distância considerada desprezível. Chegando a Cantagalo, o pneu é descarregado e
estocado, seguindo depois para o forno. Finalmente, este pneu triturado é utilizado como
combustível para produção do clínquer, substituindo parcialmente o coque (R. Mendes,
comunicação pessoal, 16 de abril, 2013).
A partir desta descrição, o ciclo de vida do pneu inservível foi dividido em oito micro
estágios, conforme a Figura 1 do Anexo 1, que resume os parâmetros e as emissões em cada
etapa do ciclo de vida e indica o resultado final de 26.869,5 toneladas de CO2 emitidas por
ano.
Já o ciclo de vida do coque do petróleo tem seu início na sua importação dos EUA, não
tendo sido considerada a produção desta fonte de energia, uma vez que o coque de petróleo é
um subproduto indesejado no processo produtivo de combustíveis premium (diesel, gasolina e
querosene de aviação) e não incentivaria a prospecção e exploração de petróleo por si só. Por
isso, muitas vezes suas emissões atmosféricas são computadas na produção dos combustíveis
premium (United States Department of State, 2013).
Em geral, o coque utilizado pelas unidades da Lafarge Brasil S.A. é importado do
Texas, nos EUA, através de portos localizados no Golfo do México. Para a unidade de
Cantagalo é contratado , em média, 50 mil toneladas de coque, o equivalente a um navio
carregado por ano (M. Lazarini, comunicação pessoal, 09 de abril, 2013).
São navios graneleiros de grande porte, em geral do tipo Handymax, que fazem o
transporte deste combustível, chegando ao Brasil através do terminal de Praia Mole, no
Espírito Santo (M. Lazarini, comunicação pessoal, 09 de abril, 2013). A embarcação
considerada para este estudo, por motivos de disponibilidade de dados, foi um navio do tipo
Panamax vindo do porto de Lavaca – Point Comfort, que atracou no terminal de Praia Mole,
no dia 26 de janeiro de 2013 trazendo coque para a Lafarge Brasil S.A. (V. Rodrigues,
comunicação pessoal, 25 abril, 2013). Utilizando o software Port-to-Port pode-se estimar a
rota e a distância percorridas pelo navio. Não foi considerada nenhuma parada adicional. O
coque importado é colocado no pátio de armazenagem, para depois ser carregado nos
caminhões que fazem o trajeto entre Serra (ES) e Cantagalo (RJ) (V. Rodrigues, comunicação
pessoal, 25 abril, 2013). Para fins deste trabalho, não foi considerado o retorno dos caminhões
de Cantagalo para Praia Mole, uma vez que a Lafarge Brasil S.A. não utiliza transporte
próprio para realizar o deslocamento, contratando uma empresa transportadora, que aproveita
o trajeto de retorno para outros fins (Y. Akasaka, comunicação pessoal, 13 de abril, 2013).
Chegando à unidade fabril, o coque é despejado no pátio de armazenamento, de onde é
enviado ao forno (R. Mendes, comunicação pessoal, 16 de abril, 2013). No forno de clínquer
o coque é queimado, chegando ao fim do recorte dado ao ciclo de vida deste produto neste
estudo de caso.
Todas as emissões calculadas para o ciclo de vida do coque de petróleo apresentado
tiveram como base o montante anual de 9.600 toneladas, que é a parcela substituída pelos
pneus inservíveis, em termos energéticos, no forno rotativo de clínquer. A análise indicou
uma emissão total de 29.453,2 tCO2 ao ano no ciclo de vida do coque de petróleo, conforme
resumido na Figura 2 do Anexo 1.
A fase de avaliação (Fase 3) tem como objetivo orientar uma possível revisão dos dados
de emissões de CO2, a partir da identificação de fluxos críticos para o resultado final. Neste
sentido, recomenda-se que sejam realizadas, preliminarmente, avaliações relativas: (1) ao
peso de cada entrada individual em relação ao fluxo total de cada aspecto analisado no ciclo
de vida; (2) ao intervalo de variação de cada valor e (3) à origem do dado utilizado, que pode
ser de uso específico ou geral (D’Agosto & Ribeiro, 2009).
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Neste estudo de caso foram adotados os mesmos parâmetros de avaliação definidos por
D’Agosto e Ribeiro (2009). Assim, caso um fluxo contribua com mais do que 10% para o
montante final de emissões, seu intervalo de variação é avaliado. Se o intervalo for maior do
que 5%, a origem do dado deve ser analisada. Nos dois ciclos de vida, apenas o meso estágio
“Queima em Fornos de Clínquer” apresentou peso maior do que 10% em relação ao total
emitido.
No caso do pneu inservível, as variáveis utilizadas para o cálculo desta etapa foram o
poder calorífico, o fator de emissão e a massa total. A massa total dos pneus inservíveis é
invariável e, portanto, não cabe ser analisada. Para o fator de emissão do pneu inservível foi
considerada apenas uma fonte bibliográfica, a Cement Sustainability Initiative ([CSI], 2011),
que por ser esta fonte uma iniciativa confiável e que embasa o reporte mundial das emissões
de GEE da indústria cimenteira, julgou-se não ser necessária a sua avaliação. Já o valor do
poder calorífico é específico para o estudo de caso, com base no que foi captado durante as
entrevistas. Desta forma, não há uma incerteza associada a ele e dados bibliográficos não são
aderentes à realidade do processo, provando ser adequada a manutenção dos valores
utilizados.
As variáveis para o cálculo das emissões foram as mesmas no caso do coque de
petróleo. Tanto o poder calorífico quanto o fator de emissão utilizados foram dados
consolidados e largamente aplicados em inventários de gases de efeito estufa, uma vez que
suas fontes são Garg et al. (2006) e o CSI (2011), respectivamente. Com isso, julgou-se
desnecessária a avaliação da qualidade dos dados.
Por fim, a Fase 4 consiste na comparação dos resultados. A Figura 2 consolida as
emissões de dióxido de carbono para os ciclos de vida dos pneus inservíveis e do coque de
petróleo, por etapa do meso-estágio.
Ciclo de Vida
Produção da
Matéria
Prima
(tCO2/ano)
Transporte
da Matéria
Prima
(tCO2/ano)
MESO-ESTÁGIO
Transporte
Destino
da Fonte de
Intermediário
Energia
(tCO2/ano)
(tCO2/ano)
Pneu
0,0
51,0
111,2
187,3
Inservível
Coque de
10,9
318,8
0,0
169,9
Petróleo
Figura 2: Comparação das emissões no meso-estágio do estudo de caso.
Fonte: Autores.
Queima em
Fornos de
Clínquer
(tCO2/ano)
Total
(tCO2/ano)
26.520,0
26.869,5
28.953,6
29.453,2
O ciclo de vida do coque emite 8,8% mais CO2 que o do pneu inservível, devido,
essencialmente, ao último processo da cadeia, a queima no forno de clínquer. Dada a
diferença na ordem de grandeza das emissões da queima em relação aos outros meso-estágios,
julgou-se adequado analisar a cadeia de suprimentos isoladamente. A Figura 3 ilustra os
resultados encontrados.
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Pneu Inservível
Coque de Petróleo
tCO2/ano
499,6
349,5
318,8
187,3 169,9
111,2
0,0
10,9
Produção da
Matéria Prima
51,0
Transporte da
Matéria Prima
0,0
Destino
Transporte da Total da Cadeia
Intermediário Fonte de Energia de Suprimetos
Figura 3: Comparação das emissões de CO2 entre as cadeias de suprimento do pneu inservível e coque
de petróleo.
Fonte: Autores.
Pode-se observar uma emissão total de 349,5 tCO2/ano na cadeia de suprimentos do
pneu inservível e de 499,6 tCO2/ano na do coque de petróleo, o que representa 30,0% a menos
daquela em relação a esta. A partir da Figura 3, percebe-se que o principal processo que
contribui para essa diferença é o transporte da matéria prima, devido à longa distância
percorrida via transporte marítimo para importação do coque.
Outra análise importante é em relação ao meso estágio “Transporte da Fonte de
Energia”, principal contribuinte da cadeia de suprimentos do pneu inservível, representando
46,4% do seu total. A impossibilidade de utilização de outro modo de transporte que não o
rodoviário, devido às características do pneu triturado e à quantidade transportada, diminuem
as possibilidades de redução das emissões deste processo.
Além disso, cabe ressaltar a diferença nas emissões de CO2 no meso estágio “Destino
Intermediário”, que ocorre porque o coque é apenas armazenado neste estágio, enquanto o
pneu é processado, passando pela unidade de trituração. Caso o pneu inservível fosse utilizado
inteiro nos fornos de cimento da unidade de Cantagalo, não haveria emissões neste meso
estágio em nenhum dos dois ciclos de vida.
4.3. Análise de Sensibilidade
Concluído o estudo básico, analisou-se o comportamento das emissões de CO2 diante da
alteração de algumas premissas adotadas. Para isto, foram propostos três diferentes cenários
de análise.
O primeiro levou em conta valores de fontes bibliográficas para o poder calorífico do
pneu inservível. Isto porque o valor adotado, 26,0 MJ/kg (Mendes, comunicação pessoal, 16
de abril, 2013), difere de diversas fontes bibliográficas, mas é específico para o estudo de caso
desenvolvido. Assim, para realização da análise de sensibilidade, optou-se por estimar as
emissões considerando o valor máximo encontrado em bibliografias, 32,0 MJ/kg (Gieréa et
al., 2006 apud Sienkiewicz et al., 2012), o valor médio (29,3 MJ/kg), tendo em vista diversas
fontes bibliográficas (ETRMA (2011), Freitas (2011) apud Souza (2011), Gieréa et al. (2006)
apud Sienkiewicz et al. (2012), Giugliano, et al. (1999) e R. Mendes, comunicação pessoal,
16 de abril (2013)), e do estudo de caso.
Assim, mantendo o aporte de pneus inservíveis triturados constante e aplicando os
valores de poder calorífico supracitados, é possível substituir uma maior parcela de coque.
Isto concorre para que as emissões da cadeia de suprimentos do pneu inservível mantenhamse constantes, com aumento apenas no processo de queima, mas implica em um aumento das
emissões de todo o ciclo do coque de petróleo substituído. O total das emissões pode ser visto
na Figura 4.
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Emissões (tCO2/ano)
Poder Calorífico do Pneu Inservível
Estudo de
Valor
Valor
caso
médio
máximo
26.867,0
30.277,1
33.067,1
Ciclo de vida do pneu inservível
Ciclo de vida do coque de
29.455,8
petróleo
Variação absoluta entre os ciclos
2.588,7
de vida
Figura 4: Resumo das emissões de CO2 para o cenário 1.
Fonte: Autores.
33.194,4
36.253,2
2.917,3
3.186,1
Já o segundo cenário desconsiderou as emissões de CO2 do carbono de biomassa
presente no pneu inservível, o que equivale a 27% (CSI, 2011). Com isso, o ciclo do pneu
inservível passou a emitir anualmente 19.709,1 tCO2/ano contra 29.455,8 tCO2/ano do coque.
Esta redução representa uma diferença de 33,1% entre os totais emitidos o que é 24,3% maior
do que aquela observada quando o carbono de biomassa do pneu inservível é computado no
resultado final.
Por fim, o terceiro cenário explorou a variação por conta da mudança do tipo de navio
(de Panamax para Handymax) que transporta o coque de petróleo importado. Assim,
observou-se uma redução de 10,9% das emissões de CO2 no micro estágio ‘Transporte
marítimo’. Já para o micro estágio ‘Desembarque no porto brasileiro’, esta redução seria de
18,0%. Ao se comparar o ciclo de vida do coque de petróleo e do pneu inservível tendo em
visto esse cenário alternativo, nota-se que o coque continua emitindo mais CO2.
Assim, ao final das análises de sensibilidade, pode-se concluir que, mesmo com a
variação de algumas premissas importantes para o estudo, o ciclo do pneu inservível mantém
valores de emissão de CO2 inferiores ao do coque de petróleo, reforçando sua vantagem
ambiental neste parâmetro.
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A quantidade de pneus inservíveis gerados no mundo vem crescendo ano a ano. Estes
resíduos dispostos inadequadamente constituem um passivo ambiental que pode resultar em
sério risco ao meio ambiente e à saúde pública. Este desafio pode se transformar em uma
oportunidade, através da reinserção do pneu inservível em um ciclo produtivo. Com isso,
torna-se possível ir além da mitigação dos impactos abordados, contribuindo de outras formas
com o meio ambiente e maximizando os ganhos econômicos.
Neste sentido, o coprocessamento de pneus inservíveis em fornos de cimenteiras para a
produção do clínquer pode ser uma opção atraente. Essa opção permite o uso do pneu
inservível como um todo, não gerando resíduos extras uma vez que até as cinzas produzidas
durante a queima são incorporadas ao clínquer.
Contudo, é preciso analisar outras variáveis para que se afirme que o coprocessamente é
uma opção ambientalmente adequada para o descarte dos pneus inservíveis. O CO2 foi
escolhido como único gás de efeito estufa a ser considerado no ICV por apresentar dados
disponíveis para o cálculo de suas emissões em diversos processos e pela sua importância,
com base nas referências apresentadas. Ademais, para fins de comparação, realizou-se ainda a
análise do ciclo de vida do coque de petróleo.
A partir da estimativa das emissões de CO2, constatou-se que o ciclo de vida do pneu
inservível emite 8,8% a menos do que o do coque de petróleo. Pode-se concluir que o pneu
inservível tem no coprocessamento uma vantagem adicional à retirada do meio ambiente, para
o estudo de caso em questão. Além disso, mesmo considerando apenas as cadeias de
suprimentos, constata-se também a maior emissão do coque de petróleo. Logo, sob a ótica das
9
emissões de dióxido de carbono, o pneu inservível é mais adequado para o uso em fornos de
clínquer do que o coque de petróleo, no estudo de caso.
Os dados apresentados representam um estudo de caso específico. Tanto pela tecnologia
de produção, quanto pela localização, próxima a diversas indústrias cimenteiras importantes, a
unidade de Cantagalo da Lafarge Brasil S.A. é uma referência para o setor. Assim, a aplicação
do ICV para comparação dos ciclos de vida do pneu inservível e do coque de petróleo
desenvolvida no estudo pode ser estendida a outros casos, apresentando diferenças
particulares que devem ser analisadas a cada caso.
Também é importante salientar que o fato do coprocessamento ter sido escolhido para o
estudo não significa que seja a melhor opção para destinação dos pneus inservíveis gerados
em território nacional. Optou-se por considerar este uso final pelo destaque que vem tendo no
Brasil e no mundo, não sendo considerados todos os impactos ambientais gerados por esta
opção produtiva.
Para trabalhos futuros, sugere-se a avaliação de outros aspectos do coprocessamento de
pneu inservíveis em comparação ao uso do coque de petróleo, como emissão de poluentes
atmosféricos ou outros gases do efeito estufa, com o objetivo de aprofundar a avaliação do
quão ambientalmente adequada é esta opção produtiva. Sugere-se, também, a realização de
análises mais abrangentes, englobando a energia e o consumo de água demandados por cada
ciclo de vida e aspectos financeiros e sociais.
6.
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12
ANEXO 1
Fator de emissão
Emissões (tCO2/ano)
Mesoestágio
Micro-estágio
Equipamento
utilizado
Fonte
energética
Parâmetro
Operacional
Fator de
Consumo
Nível 1
Nível 2
Nível 1
Nível 2
Total
Produção da
Matéria
Prima
Carregamento nas
fontes dispersas
Força humana
-
-
-
-
-
0
0
0
Transporte
rodoviário
Caminhão-baú
Caminhãogaiola
Diesel
60637,5 km
3,9 km/l
(D’Agosto et
al., 2011)
2,671 kgCO2/l
(MMA, 2011)
0,33 kgCO2/l [1]
43,1
5,4
48,5
-
2,4
0
2,4
Transporte
da Matéria
Prima
Destino
Intermediário
Descarregamento
na unidade de
trituração
Empilhadeira
GLP
13.500 t
Trituração e
estocagem
Picador
específico da
CBL
Energia
elétrica
2080 h
Carregamento dos
caminhões
Transporte
da Fonte de
Energia
Queima em
Fornos de
Clínquer
Total
Transporte
rodoviário até
Cantagalo
Descarga dos
caminhões e
movimentação
dentro da unidade
Queima do
combustível
2984,63
0,06 kg/t
kgCO2/kg (Garg,
movimentada
Kazunari,
[2]
Pulles, 2006)
1 MWh [3]
-
53,4 kgCO2/MWh
[4]
0
111,2
111,2
0,0032 kgCO2/t de
coque
movimentada
[6]
19,5
2,4
21,9
Pá carregadeira
Diesel
-
-
0,0269 kgCO2/t
de coque
movimentada [5]
Carreta
Basculante
Diesel
108.500 km
0,5 l/km [7]
2,671 kgCO2/l
(MMA, 2011)
0,33 kgCO2/l
[1]
144,9
18,1
163
Pá carregadeira
Correia
transportadora
Energia
elétrica
365 d
5x10-3 MWh
-
53,4 kgCO2/MWh
[3]
0
2,3
2,3
Forno rotativo
Pneu
inservível
triturado
-
26 GJ/t
[8]
85 kgCO2/GJ
(CSI, 2011)
-
26520
0
26520
26730
139,5
26869,5
Figura 1: Tabela-resumo dos parâmetros adotados e dos resultados para o ciclo do pneu inservível.
13
Fonte: Autores.
Nota 1: Este valor foi obtido considerando 50% petróleo importado do Oriente Médio e 50% produzido na bacia de Campos, com ambos refinados na REDUC (refinaria da
Petrobras S.A., localizada no município de Duque de Caxias, no estado do Rio de Janeiro) e adotando sempre os valores médios desta referência (D’Agosto et al., 2011).
Nota 2: Fonte: M. Silveira, comunicação pessoal, 20 de junho, 2013. Nota 3: Fonte: R. Mendes, comunicação pessoal, 16 de abril, 2013. Nota 4: Para o cálculo deste fatos
foram utilizados os dados referentes às médias anuais, em kgCO2/MWh, de 2006 até 2012, além dos três primeiros meses de 2013 (Ministério da Ciência, Tecnologia e
Inovação [MCTI], 2013). Nota 5: Valor estimado com base nas emissões das pás carregadeiras dos terminais de graneis sólidos do porto de Long Beach (EUA), considerando
o percentual de coque de petróleo movimentado em relação ao total de cargas sólidas (The Harbor Department of the City of Long Beach, 2011). Nota 6: Fator baseado no
fator encontrado para o escopo 1 (The Harbor Department of the City of Long Beach, 2011) considerando que o fator de escopo 2 do diesel é o percentual de 12,5% do de
escopo 1 (D'Agosto, 2004). Nota 7: Fonte: O. Silva e E. Mendes, comunicação pessoal, 20 de maio, 2013. Nota 8: Este valor foi obtido uma vez que, após aferiações
continuadas, constatou-se que para a unidade de Cantagalo da Lafarge Brasil, o poder calorífico do pneu inservível triturado equivale a 80% do poder calorífico do coque de
petróleo (Garg et al., 2006; R. Mendes, 2013).
Meso-estágio
Produção da
Matéria
Prima
Micro-estágio
Embarque nos
EUA
Transporte
marítimo (N)
Transporte da
Matéria
Prima
Desembarque
no porto
brasileiro
(DP)
Equipamento
utilizado
Fonte
energética
Parâmetro
Operacional
Fator de
Consumo
Navio
Panamax (em
espera)
IFO
0,9 d
2,23 t/dia [1]
MDO
0,9 d
1,50 t/dia [1]
Equipamentos
de
movimentação
de carga
Navio
Panamax
Navio
Panamax
Descarregador
de navio
não
especificado
-
Fator de emissão
Nível 1
Nível 2
3130,00 kgCO2/t
461,46
de combustível [2] kgCO2/t [3]
3.190,00 kgCO2/t 648,23 kgCO2
de combustível [2]
[4]
0,0769 kgCO2/t de
coque
movimentada [5]
9,5
1,4
10,9
268,5
37,3
305,8
11,3
1,7
13,0
-
3130,00 kgCO2/t
461,46
de combustível [2] kgCO2/t [3]
3.190,00 kgCO2/t 648,23 kgCO2
de combustível [2]
[4]
IFO
14,5 d
33,50 t/dia [1]
MDO
14,5 d
0,40 t/dia [1]
IFO
5,1 d
2,23 t/dia [1]
3130,00 kgCO2/t
de combustível [2]
MDO
5,1 d
1,50 t/dia [1]
3.190,00 kgCO2/t 648,23 kgCO2
de combustível [2]
[4]
-
-
-
0,0769 kgCO2/t de
coque
movimentada [5]
Emissões (tCO2/ano)
Nível
Nível 1
Total
2
461,46
kgCO2/t [3]
-
14
Destino
Intermediário
Estocagem
Carregamento
dos caminhões
(C)
Pá carregadeira
-
Diesel
-
-
-
-
0,0
0,0
0,0
-
-
0,0269 kgCO2/t
de coque
movimentada [6]
0,0032
kgCO2/t de
coque
movimentada
[7]
0,3
0,0
0,3
2,67 kgCO2/l
(MMA, 2011)
0,334 kgCO2/l
(D’AGOSTO,
2004)
148,5
18,6
167,0
Carreta
basculante
Diesel
145.066,7 km
2,61 km/l
diesel
(D’Agosto et
al., 2011)
Descarga dos
caminhões (D)
Carreta
basculante
(ponto-morto)
Diesel
29,67 h
2,63 kg/h
[7]
8,224 kgCO2/h
[7]
0,334 kgCO2/l
(D’AGOSTO,
2004)
0,2
0,0
0,3
Movimentação
dentro da
unidade (M)
Pá carregadeira
Correia
transportadora
Energia
elétrica
(GRID)
365 d
5x10-3 MWh
-
53,4
kgCO2/MWh
[8]
0,0
2,3
2,3
Queima do
combustível
Forno rotativo
Coque de
petróleo
-
32,5 GJ/t (Garg
et al., 2006)
92,8 kgCO2/GJ
(CSI, 2011)
-
28953,6
0,0
28953,6
Transporte
Transporte da rodoviário até
Fonte de
Cantagalo (RC)
Energia
Queima em
Fornos de
Clínquer
Não há
movimentação
Total
29391,8 61,5 29453,2
Figura 2: Tabela-resumo dos parâmetros adotados e dos resultados para o ciclo do coque de petróleo.
Fonte: Autores.
Nota 1: Fonte: The Baltic Exchange (2012), RightShip (2012), Clarksons (2012) e Lloyd's List Intelligence (2012) apud RODRIGUES (2013b); Nota 2: Fonte:
International Maritime Organization [IMO], 2009. Nota 3: O fator de emissão de escopo 2 específico para o IFO não considerava a distribuição do combustível.
Assim, estipulou-se esta parcela com base no percentual médio de contribuição da distribuição frente ao total de diesel, gasolina e querosene de aviação (U. S.
National Energy Technology Laboratory [NETL], 2008); Nota 4: Considerou-se o valor estimado para o diesel convencional, uma vez que o MDO é um combustível
da família do óleo diesel (NETL, 2008); Nota 5: Valor estimado com base nas emissões dos equipamentos de movimentação de carga dos terminais de graneis
sólidos do porto de Long Beach (EUA), considerando o percentual de coque de petróleo movimentado em relação ao total de cargas sólidas (The Harbor Department
of the City of Long Beach, 2011); Nota 6: Valor estimado com base nas emissões das pás carregadeiras dos terminais de graneis sólidos do porto de Long Beach
(EUA), considerando o percentual de coque de petróleo (The Harbor Department of the City of Long Beach, 2011); Nota 7: Fator baseado no fator encontrado para o
escopo 1 (The Harbor Department of the City of Long Beach, 2011) considerando que o fator de escopo 2 do diesel é o percentual de 12,5% do de escopo 1
(D'Agosto, 2004); Nota 7: Fonte: United States Environmental Protection Agency [EPA], (2002). Nota 8: Para o cálculo deste fatos foram utilizados os dados
referentes às médias anuais, em kgCO2/MWh, de 2006 até 2012, além dos três primeiros meses de 2013 (MCTI, 2013).
15