PR
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAMPUS PONTA GROSSA
DEPARTAMENTO DE PÓS-GRADUAÇÃO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
PPGEP
SUELI DE FÁTIMA DE OLIVEIRA MIRANDA SANTOS
PRODUÇÃO DE CARVÃO VEGETAL EM CILINDROS
METÁLICOS VERTICAIS: ALGUNS ASPECTOS
REFERENTES À SUSTENTABILIDADE
PONTA GROSSA
DEZEMBRO - 2007
SUELI DE FÁTIMA DE OLIVEIRA MIRANDA SANTOS
PRODUÇÃO DE CARVÃO VEGETAL EM CILINDROS
METÁLICOS VERTICAIS: ALGUNS ASPECTOS
REFERENTES À SUSTENTABILIDADE
Dissertação apresentada como requisito parcial
à obtenção do título de Mestre em Engenharia
de Produção, do Programa de Pós-Graduação
em Engenharia de Produção, Área de
Concentração:
Gestão
Industrial,
do
Departamento de Pesquisa e Pós-Graduação,
do Campus Ponta Grossa, da UTFPR.
Orientador: Kazuo Hatakeyama, PhD.
PONTA GROSSA
DEZEMBRO – 2007
DEDICATÓRIAS
Ao meu marido Thadeu Eduardo, o meu amor e orgulho.
Às minhas filhas Aline e Vanessa, futuras profissionais, meu
exemplo de determinação e amor.
Ao meu filho Luiz Fernando, meu amor e incentivo na nova
fase de vida, com um especial agradecimento a Deus por
sua proteção.
À minha florzinha, Maria Eduarda, um duplo amor de avó.
AGRADECIMENTOS
Ao bom Deus, pelo amparo e força nas horas de desânimo.
Ao professor Kazuo, não apenas pelo trabalho de orientação, mas principalmente
por sua competência, pelo exemplo de determinação, retidão de caráter e firmeza de
propósito. Obrigada pela paciência e pelo convívio nestes anos de pesquisa que muito me
engrandeceram.
Ao Thadeu Eduardo de Miranda Santos, Engenheiro Metalurgista, professor
incansável e consultor full-time, a quem tantas vezes confundi com o Thadeu, marido
amoroso, amigo dedicado, poeta surpreendente, companheiro e incentivador.
Aos meus filhos Aline, Vanessa e Luiz Fernando, pelo cuidado, carinho, incentivo e
principalmente pela compreensão e apoio nos meus momentos de ausência, cansaço e
estresse. À minha neta, Maria Eduarda, pelo tempo de convívio a mim cedido com uma
promessa de resgatá-lo em dobro brevemente.
À minha mãe Etelvina, chamada aos céus, e ao meu pai Fontinele, que juntos
sempre me ensinaram o valor da persistência, da força de vontade, do trabalho e do amor
aos seus, de maneira simples, alegre e verdadeira, características peculiares dos grandes
sábios.
Aos meus dez queridos irmãos, pela manutenção da harmonia nesta família
maravilhosa mesmo que fisicamente distantes, e por todos os seus que me são muito caros.
À minha fiel escudeira, Claudinéia da Conceição, pela administração da minha
casa, feita de modo competente. Obrigada por tão educadamente ouvir meus intermináveis
discursos sobre carvão vegetal.
À amiga Roselaine Maria dos Anjos, Engenheira Agrícola, competente e
comprometida, pela paciência nas minhas incansáveis consultas. À amiga Adriana Diniz,
pela força dada nos meus momentos pessoais e acadêmicos mais difíceis. À amiga Ivana
Márcia, companheira nas viagens de pesquisa pelas carvoarias de Minas Gerais e Paraná.
Aos empresários Toni e Toniel Basso, pequenos produtores paranaenses de carvão
vegetal para o comércio varejista, praticantes da produção responsável, pela atenção a mim
dispensada durante a coleta de dados no sistema artesanal.
Ao Sr. Nelson Roberto Hübner, empreendedor destemido, dono de uma visão de
oportunidade invejável, por ter permitido meu acesso ao conhecimento e coleta de dados no
sistema proposto nesta pesquisa.
Aos professores do Departamento de Contabilidade da UEPG – Universidade
Estadual de Ponta Grossa, Diva Brecailo Adib, Rita Mara Leite, Marta Lúcia, Eliane e
Patrícia Guarnieri, pelo incentivo, pela disponibilidade do seu escasso tempo.
Aos professores do PPGEP, pelos valiosos ensinamentos.
À Universidade Tecnológica Federal do Paraná, instituição comprometida com a
formação de qualidade, pelos valiosos serviços prestados por seus servidores, em especial
ao Luiz César.
“Saudade, mistério d’alma,
que se reflete no corpo, sem calma.
Saudade, sentimento presente, recorrente e fugaz
nos aguilhoa, nos preenche, é audaz.
Não é sentimento de todo em vão,
pois sempre existe o tempo do outro, tomar a mão.
Saudade não se mata, ou por inteira ou só meia,
o máximo que se consegue é, ...a dois se tonteia.”
“Protestando”, de Thadeu Eduardo de Miranda Santos, 13.11.2006.
RESUMO
O Brasil responde por aproximadamente trinta por cento da produção mundial
de carvão vegetal e desse percentual cerca de noventa por cento é destinado ao
setor siderúrgico brasileiro na produção de ferro-gusa, ferro-ligas, silício metálico,
entre outros. Seguramente, setenta por cento do carvão vegetal ainda é produzido
de forma artesanal, da mesma forma que há um século, utilizando-se atualmente
metade da necessidade de lenha oriunda de mata nativa. A pressão por sistemas de
produção ecologicamente corretos e auto-sustentáveis tem dirigido a busca por
tecnologias mais limpas e eficientes que atendam estas demandas e sejam
economicamente viáveis. Estes sistemas de produção podem contribuir para a
mudança do processo largamente utilizado no Brasil. A partir de pesquisa em uma
unidade industrial produtora de carvão vegetal pelo processo de carbonização em
cilindros metálicos verticais, localizada no Estado do Paraná, este trabalho tem como
objetivo mostrar que os aspectos de sustentabilidade deste modelo estão no
atendimento aos requisitos básicos de ser ecologicamente correto, economicamente
viável, socialmente justo e culturalmente aceito. Para tanto, foi feita uma
comparação com o modelo artesanal. Em relação aos pilares da sustentabilidade,
este modelo mostrou possibilidade de alcançar a viabilidade econômica; um
potencial de economia de lenha em torno de 25%; o atendimento à legislação
trabalhista vigente no País; e o atendimento aos anseios da sociedade, ao
proporcionar aos trabalhadores condições dignas de trabalho e inserção social.
Constatou-se, também, que o grande filão do processo está na utilização da energia
gerada na queima dos fumos provenientes da carbonização para a secagem prévia
da lenha.
Palavras-chave: Produção de carvão vegetal; Carvão vegetal; Energia Renovável.
ABSTRACT
Brazil produces approximately one third of the world’s charcoal annual
production, of which, around ninety percent are designated to the Brazilian
production of pig-iron, iron-alloys, mainly (FeSi, FeCr, FeMn, FeMo), pure silicon,
among others. Surely, seventy percent of the charcoal are still produced using the
traditional handicraft way, the same way as it was a century ago, and almost half of
firewood still derives from native forests. The pressure for ecologically-right, socially
fair and economically feasible production, has driven the search for cleaner and more
efficient technologies which can meet these requirements and contribute to change
the present charcoal production situation in Brazil. Researching a metallic vertical
cylinder industrial charcoal production unit, and a traditional handicraft unit, both
located on the state of Paraná, this dissertation intends to show that the industrial
production model can replace the traditional one. According to the sustainability
pillars, this industrial model has shown the possibility of 25% of firewood saving,
pointing to an economical feasibility, an ecologically-right, and socially fair process,
under the Brazilian work legislation. Finally it was evidenced that crucial point of the
process is to burn the dirt smoke generated during the wood carbonization, using the
generated heat for pre-drying the firewood and getting a clean gas emission at the
end.
Keywords: Charcoal Production; Charcoal; Renewable Energy
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Cadeia Produtiva do Carvão Vegetal Industrial ........................................21
Figura 2 - Produção Mundial de Carvão Vegetal (%), em 2003 ................................22
Figura 3 - Consumo Brasileiro de Carvão Vegetal por Segmento (%), em 2006 ......22
Figura 4 – Distribuição % do Consumo de Carvão Vegetal no Segmento Industrial,
em 2006 .............................................................................................................23
Figura 5 - Produção e Consumo de Ferro-gusa no Brasil em 2006. .........................23
Figura 6 - Distribuição das Florestas Plantadas de Eucalipto (%), por Estado, em
2006 ...................................................................................................................26
Figura 7 - Consumo de Florestas (%) para a Produção de Carvão Vegetal .............27
Figura 8 – (a) Forno Poço e (b) Forno Meda.............................................................32
Figura 9 - Forno Meda Modificado ............................................................................32
Figura 10 - (a) Forno de Encosta ou Barranco e (b) Forno Rabo Quente .................34
Figura 11 - Forno de Superfície tipo JG® ..................................................................34
Figura 12 - Forno Retangular com Carga Mecanizada de Lenha..............................35
Figura 13 – (a) Fornos Metálicos JG-SCC e (b) Processo DPC................................36
Figura 14 - (a) Fornos Metálicos Artesanais, (b), Processo CML Escala Industrial
Semicontínuo e (c) Processo Lambiotte CISR Escala Industrial Contínua ........38
Figura 15 – (a) Forno Rabo Quente e (b) Bateria de Fornos Rabo Quente ..............46
Figura 16 - Desenho Esquemático da UPC ..............................................................49
Figura 17 - Fluxo do Processo de Carbonização em Cilindros Metálicos Verticais...50
Figura 18 – (a) Forno de Carbonização e (b) Cilindro Metálico.................................52
Figura 19 – Ignição....................................................................................................52
Figura 20 – Tampa ou grelha do cilindro...................................................................53
Figura 21 - Vista Lateral (a) e do Interior (b) do Queimador de Fumaça...................54
Figura 22 - (a) Secador com Destaque para (b) Recirculadores e (c) Magnetrons ...55
Figura 23 - (a) Vista Geral do Laboratório e (b) Procedimento de Controle ..............55
Figura 24 - Supervisão da Carbonização ..................................................................56
Figura 25 - Principais Formas de Trabalho Forçado no Mundo ................................68
Figura 26 – Ramos de atividades em que foram encontrados trabalhadores em
situação análoga à de escravo nas propriedades rurais em 2007 (%)...............70
Figura 27 - Número de Trabalhadores na Produção de Carvão Vegetal Envolvidos
nas Empresas/Fazendas da “Lista Suja”, por Estado, em 2007 ........................70
Figura 28 - Comparativo de Resultados quanto ao Aspecto Social entre o Processo
Artesanal e Processo Proposto/Pesquisado ......................................................83
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Influência da Massa Específica Básica da Madeira na Massa Específica
Aparente do Carvão Vegetal ..............................................................................28
Quadro 2 - Produtos da Carbonização......................................................................31
Quadro 3 - Características dos Fornos de Alvenaria Considerados Pequenos.........33
Quadro 4 - Desempenho dos Fornos de Carbonização no Brasil .............................37
Quadro 5 - Resumo: Desempenho dos Principais Processos de Carbonização na
Europa................................................................................................................38
Quadro 6 - Normas de Procedimentos para Controle da Qualidade do Carvão
Vegetal ...............................................................................................................57
Quadro 7 - Premissas-base para Análise Econômica Comparativa dos Processos
Artesanal e Processo Proposto Teórico .............................................................63
Quadro 8 - Premissas-base para Análise Econômica Comparativa Teórica x
Pesquisada ........................................................................................................64
Quadro 9 - Dados Básicos de Consumo de Carvão e Produtividade da Lenha ........67
Quadro 10 - Etapas de Carbonização x Demanda de Energia (madeira 30% de
umidade) ............................................................................................................67
Quadro 11 - Produtos da Carbonização x Poder Calorífico (madeira 30% umidade)68
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Necessidade Anual de Madeira (base seca) para Produção de Carvão
Vegetal ...............................................................................................................73
Tabela 2 - Necessidade Anual de Madeira (base úmida) para Produção de Carvão
Vegetal ...............................................................................................................73
Tabela 3 - Produtividade de Floresta de Silvicultura de Eucalipto.............................73
Tabela 4 - Necessidade Anual de Florestas de Eucalipto para Produção de Carvão
Vegetal ...............................................................................................................74
Tabela 5 - Comparativo da Emissão de Fumos entre dois Sistemas de Carbonização
...........................................................................................................................74
Tabela 6 - Energia Contida na Fumaça para 1 t Madeira (base seca) ......................75
Tabela 7 - Energia para Secagem de 1.300 kg de Madeira ......................................75
Tabela 8 - Comparativo de Resultados de Consumo e Produção entre Processo
Artesanal e Processo Proposto Teórico .............................................................76
Tabela 9 - Resultados Técnicos Comparativos entre o Processo Proposto Teórico e
Processo Pesquisado ........................................................................................76
Tabela 10 - Comparativo dos Resultados Financeiros Anuais dos Processos
Artesanal e Proposto Teórico.............................................................................78
Tabela 11 - Comparativo de Resultados Financeiros Anuais dos Processos Proposto
Teórico e Pesquisado ........................................................................................78
Tabela 12 - Fluxos de Caixa Simplificados dos Processos Artesanal e Proposto
Teórico ...............................................................................................................79
Tabela 13 - Fluxos de Caixa Simplificados dos Processos Proposto Teórico e
Pesquisado ........................................................................................................80
Tabela 14 - Indicadores Econômico-financeiros: Comparativo entre Processos.......81
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABIFA
- Associação Brasileira de Fundição
ABNT
- Associação Brasileira de Normas Técnicas
ABRAF
- Associação Brasileira dos Produtores de Florestas Plantadas
AMS
- Associação Mineira de Silvicultura
ASICA
- Associação das Siderúrgicas de Carajás
ASTM
- American Society for Testing and Materials
BOVESPA
- Bolsa de Valores de São Paulo
CNM
- Confederação Nacional dos Municípios
COFINS
- Contribuição para o Financiamento da Seguridade Social
CONATRAE - Comissão Nacional para a Erradicação do Trabalho Escravo
DPC
- Drying Pyrolisis Cooling
FAO
- Food and Agriculture Organization of the United Nations
FBDS
- Fundação Brasileira para o Desenvolvimento Sustentável
FIESP
- Federação das Indústrias do Estado de São Paulo
IBS
- Instituto Brasileiro de Siderurgia
ICC
- Instituto Carvão Cidadão
IOS
- Instituto Observatório Social
MDL
- Mecanismo de Desenvolvimento Limpo
MPT
- Ministério Público do Trabalho
MTE
- Ministério do Trabalho e Emprego
NBR
- Normas Brasileiras
OIT
- Organização Internacional do Trabalho
PIB
- Produto Interno Bruto
PIS
- Programa de Integração Social
SBS
- Sociedade Brasileira de Silvicultura
SIFEMA
- Sindicato das Indústrias de Ferro-gusa do Estado do Maranhão
TST
- Tribunal Superior do Trabalho
UPC
- Unidade de Produção de Carvão Vegetal
TMA
- Taxa Mínima de Atratividade
LISTA DE SÍMBOLOS
M
- milhão; mega
t
- toneladas
%
m
- percentual
3
- metros cúbicos
ºC
- graus centígrados
ha
- hectare
m
- metro
MDC
- metro de carvão
mm
- milímetro
st
- estéreo
st/MDC
kg/m
3
- estéreo por metro de carvão
- quilograma por metro cúbico
BS
- base seca
a.a.
- ao ano
US$
- dólar norte-americano
R$/st
- reais por estéreo
R$/MDC - reais por metro de carvão
Mcal
- megacaloria
CF
- carbono fixo
Kcal/kg
- quilocaloria por quilograma
Mt
- megatonelada
t/há
- tonelada por hectare
Kg
- quilograma
ηvolumétrico - rendimento volumétrico
ηgravimétrico - rendimento gravimétrico
SUMÁRIO
RESUMO
LISTA DE FIGURAS
LISTA DE QUADROS
LISTA DE TABELAS
1
INTRODUÇÃO ...................................................................................................18
1.1
Cenário .......................................................................................................18
1.2
Tema de Pesquisa ......................................................................................19
1.2.1
1.3
Problema de Pesquisa ................................................................................20
1.4
Justificativas................................................................................................20
1.5
Objetivos .....................................................................................................24
1.5.1
Objetivo Geral ......................................................................................24
1.5.2
Objetivos Específicos...........................................................................24
1.6
2
Delimitação do Tema ...........................................................................20
Estrutura do Trabalho .................................................................................25
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA...............................................................................26
2.1
O uso do eucalipto na produção do carvão vegetal ....................................26
2.2
Carbonização..............................................................................................28
2.2.1
Evolução dos Fornos de Carbonização ...............................................31
2.2.2
Fornos de Carbonização na Europa ....................................................37
2.3
Sustentabilidade .........................................................................................39
2.3.1
Formação Conceitual...........................................................................39
2.3.2
Sustentabilidade sob o Aspecto Técnico .............................................41
2.3.3
Sustentabilidade sob o Aspecto Econômico-Financeiro ......................42
2.3.4
Sustentabilidade sob o Aspecto Ambiental..........................................42
3
2.3.5
Sustentabilidade sob o Aspecto Social ................................................42
2.3.6
Sustentabilidade sob o Aspecto Cultural .............................................43
MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................44
3.1
Metodologia da Pesquisa............................................................................44
3.2
Análise Comparativa entre dois Sistemas de Produção: Artesanal e
Industrial ................................................................................................................45
4
5
3.2.1
Metodologia para Análise do Aspecto Técnico ....................................45
3.2.2
Metodologia para Análise do Aspecto Econômico-Financeiro .............58
3.2.3
Metodologia para Análise do Aspecto Ambiental.................................66
3.2.4
Metodologia para Análise do Aspecto Social .......................................68
3.2.5
Metodologia para Análise do Aspecto Cultural ....................................71
RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................................................73
4.1
Balanço Teórico de Massa..........................................................................73
4.2
Balanço Energético Teórico ........................................................................74
4.3
Comparativo dos Resultados quanto ao Aspecto Técnico..........................76
4.4
Comparativo dos Resultados quanto ao Aspecto Econômico-Financeiro...77
4.5
Comparativo dos Resultados quanto ao Aspecto Ambiental ......................81
4.6
Comparativo dos Resultados quanto ao Aspecto Social.............................81
4.7
Comparativo dos Resultados quanto ao Aspecto Cultural ..........................84
4.8
Comentários Finais .....................................................................................84
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ............................................................86
5.1
Conclusões .................................................................................................86
5.2
Sugestões para Trabalhos Futuros .............................................................88
REFERÊNCIAS .....................................................................................................89
GLOSSÁRIO..........................................................................................................95
Capítulo 1 Introdução
18
1 INTRODUÇÃO
1.1
Cenário
O carvão vegetal é proveniente da queima parcial da madeira. Na era primitiva,
o homem utilizava pedaços de madeira em chamas para iluminar as cavernas ou
aquecer-se. Possivelmente não tardou a perceber que, ao utilizar a madeira
queimada, de aspecto preto e friável, esta não produzia chama e nem tanta fumaça,
gerando calor de forma mais controlável que aquele produzido pela queima direta da
madeira (JUVILLAR, 1980), marcando a descoberta do carvão vegetal e seu uso
como combustível.
O fogo era utilizado para cocção de alimentos, como fonte de luz e de calor e
evolutivamente para tratamento de materiais que serviriam para confecção de
armas, ferramentas e utensílios, conferindo à lenha a qualificação de sistema
energético mais antigo da humanidade.
À medida que a evolução da humanidade acontecia, a utilização do carvão
vegetal foi se tornando mais intensa. Substituído por combustíveis fósseis em alguns
casos, em muitos lares de países subdesenvolvidos ainda é um combustível
imprescindível, seja por motivos econômicos ou financeiros (GUARDABASSI, 2006).
O homem moderno procura aliar crescimento a desenvolvimento sustentável
desde a utilização da energia a vapor no século XVIII, fato marcante que abriu
caminho para a consolidação do uso da energia em escala crescente para a
modernidade, passando, nessa busca, pela utilização de fontes como o petróleo e a
eletricidade, entre outras. Essa demanda pelo crescimento sustentável tem levado
cada vez mais à necessidade da utilização de energias alternativas e renováveis.
Porém, mesmo em alguns países onde o acesso a outras fontes energéticas é
intenso, o carvão vegetal tem utilidade tecnológica importante, como no caso da
produção de certos fundidos de ferro no Brasil que necessitam de matéria-prima
(ferro-gusa) isenta de enxofre, cujo elemento químico está presente no carvão
mineral.
Há que salvaguardar a necessidade absoluta que a utilização de florestas seja
feita de forma racional, evitando a ocorrência de desastres ecológicos similares ao
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 1 Introdução
19
ocorrido na ilha de Madagascar, com suas florestas dizimadas pela exploração
predatória.
Segundo a Sociedade Brasileira de Silvicultura (SBS, 2006), na classificação
mundial de produção de carvão vegetal, o Brasil é um dos maiores produtores,
sendo também um dos maiores consumidores, possivelmente, cabendo-lhe o título
de único produtor de ferro-gusa a carvão vegetal do mundo.
A produção do carvão vegetal no Brasil responde por cerca de 1/3 da produção
mundial. Destes, em sua quase totalidade, para uso siderúrgico, mas ainda se
produz, em sua grande maioria, como há um século, sem as preocupações básicas
com o meio-ambiente e com as condições de trabalho inadequadas (PINHEIRO et.
al., 2006).
Estas preocupações fazem parte das perspectivas do uso do Mecanismo de
Desenvolvimento Limpo (MDL) do Protocolo de Kyoto. O MDL tem o propósito de
aumentar a parcela de energia ecologicamente correta, produzida de maneira
sustentável, incentivando a utilização de fontes renováveis e de diminuir a emissão
de gases que causam o efeito estufa da atmosfera, contribuindo com o
abrandamento deste efeito através do seqüestro de carbono (BRASIL, 2005).
Por outro lado, os produtores de carvão vegetal, independentemente da escala
de produção a que se dedicam, têm sentido os impactos no custo operacional
devido às crescentes exigências de se utilizar a mão-de-obra e se adquirir matériaprima de forma legalizada, atendendo, ao mesmo tempo, aos apelos de uma
produção mais limpa com baixos índices de poluição. A busca por alternativas que
atendam a todos estes desígnios de forma econômica, leva à necessidade de
processos mais eficientes.
Neste sentido, esta pesquisa analisou comparativamente os processos de
carbonização em fornos de alvenaria tipo “rabo quente”, numa unidade de produção
artesanal e em cilindros metálicos verticais, numa unidade industrial, situadas no
Estado do Paraná.
1.2
Tema de Pesquisa
O tema de pesquisa refere-se à investigação de um sistema de produção
industrial de carvão vegetal pelo processo de carbonização em cilindros metálicos
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 1 Introdução
20
verticais, com a finalidade de comparação com o sistema artesanal pelo processo de
carbonização em fornos de alvenaria tipo “rabo quente”, a partir da avaliação de
alguns aspectos da sustentabilidade.
1.2.1 Delimitação do Tema
O tema de pesquisa foi delimitado às características dos processos de
carbonização artesanal e industrial em duas unidades de produção distintas,
localizadas no Estado do Paraná, no período de maio a setembro de 2007.
1.3
Problema de Pesquisa
Levantar dados da produção de carvão vegetal pelo processo industrial para
comparar com os dados existentes no processo artesanal, com o intuito de verificar
possibilidade de mudança do perfil operacional do setor, considerando alguns
aspectos da sustentabilidade.
1.4
Justificativas
Os produtores de carvão vegetal se encontram cada vez mais pressionados
pelos órgãos ambientais e pela legislação trabalhista. Estas exigências, entre outras,
elevam os custos operacionais do sistema artesanal de produção amplamente
utilizado.
Mesmo os pequenos produtores artesanais do carvão vegetal têm sentido os
efeitos dessa tendência. Muitos ainda se valem da lenha adquirida de extração ilegal
das matas nativas, dos desmatamentos clandestinos ou de desmatamentos para
expansão da fronteira agrícola e das práticas condenáveis de burlar a legislação
trabalhista.
Esta pressão pela produção auto-sustentável tem dirigido a busca por
tecnologias mais limpas e eficientes que atendam este desígnio e sejam
economicamente viáveis.
A possibilidade de aproveitamento do calor oriundo da queima dos fumos da
carbonização (gases e vapores) na secagem prévia da lenha é uma maneira de
melhorar a eficiência do processo como um todo, tornando-o economicamente
vantajoso.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
21
Capítulo 1 Introdução
A utilização do modelo de carbonização em fornos industriais, onde este
aproveitamento é possível, pode vir a contribuir para a mudança do modelo arcaico
de produção largamente utilizado.
Evidencia-se o crescimento da adoção de sistemas de carbonização em escala
industrial utilizando-se fornos ou reatores com processos mais eficientes em relação
ao modelo artesanal. Esta prática permite visualizar a cadeia produtiva do carvão
vegetal, conforme mostrado na Figura 1.
Figura 1 - Cadeia Produtiva do Carvão Vegetal Industrial
FONTE: PINHEIRO et. al., 2006
Do total de carvão vegetal produzido no mundo em 2003 (43,8 milhões de
toneladas), à África coube 49% (Nigéria - 15,5%); à América do Sul coube 34,2%
(Brasil - 84,6%); à Ásia coube 12,7%; à América Central e do Norte 3,1% (EUA 72,1%); à Europa coube 1% e à Oceania e Austrália coube os 0,04% restantes,
conforme mostrado na Figura 2.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
22
Capítulo 1 Introdução
Ásia
13%
Europa
1%
África
49%
América
Central e
Norte
3%
América do
Sul
34%
Figura 2 - Produção Mundial de Carvão Vegetal (%), em 2003
FONTE: FAO, 2005
A produção brasileira de carvão vegetal, em 2006, foi de 9,6 milhões de
toneladas (BRASIL, 2007), menor 3% em relação a 2005. Ressalta-se, porém, que
neste mesmo ano importou-se 158 mil toneladas de carvão vegetal, 75% a mais que
em 2005.
O consumo total no mesmo período foi de 9,4 milhões de toneladas (BRASIL,
2007), sendo 49% de origem nativa e 51% originários de florestas plantadas (AMS,
2007). Do total, foram consumidos 90,5% pelo segmento industrial; 8,3% residencial;
1,1% comercial e 0,1% no segmento agropecuário, conforme mostrado na Figura 3:
Com ercial
1,1%
Residencial
8,3%
Agropecuário
0,1%
Industrial
90,5%
Figura 3 - Consumo Brasileiro de Carvão Vegetal por Segmento (%), em 2006
FONTE: BRASIL, 2007
Do total consumido pelo segmento industrial (8,5 milhões de toneladas), 84,2%
destinam-se à produção de ferro-gusa e aço; 10,5%, à produção de ferro-ligas;
4,7%, ao setor de cimento e 0,7%, para outros fins, conforme mostrado na Figura 4.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
23
Capítulo 1 Introdução
Cim ento
4,7%
Ferro-ligas
10,5%
Outros
0,7%
Ferro-gusa e
aço
84,2%
Figura 4 – Distribuição % do Consumo de Carvão Vegetal no Segmento Industrial, em 2006
FONTE: BRASIL, 2007
A produção mundial de aço bruto em 2006 foi de 706,4 milhões de toneladas,
dos quais o Brasil produziu 20,0 milhões de toneladas. Em meados do terceiro
trimestre de 2007, a produção mundial alcançava 761,4 milhões de toneladas e o
Brasil atingia 22,1 milhões de toneladas.
O Brasil produziu 32,5 milhões de toneladas de ferro-gusa em 2006, dos quais
21,3 milhões de toneladas (65,5%) foram produzidos pela siderurgia a coque (carvão
mineral) e 11,2 milhões de toneladas (34,5%) foram produzidos a partir do carvão
vegetal; destes, 84,8% (9,5 milhões de toneladas), pelos produtores independentes
e 15,2% (1,7 milhões de toneladas), pelas usinas integradas a carvão vegetal. Dos
9,5 milhões de toneladas de ferro-gusa produzidos a partir de carvão vegetal pelos
produtores independentes, 83,4% destinaram-se a atender à indústria do aço e
16,6% à indústria de fundição de ferro, conforme a Figura 5.
Produção de Ferro-gusa
32,5 mi t
A partir do Coque
21,3 mi t
A partir de Carvão Vegetal
11,2 mi t
Produtores Independentes
9,5 mi t
Usinas Integradas
1,7 mi t
Destino Aciaria
Destino Fundição de Ferro
7,9 mi t
1,6 mi t
Figura 5 - Produção e Consumo de Ferro-gusa no Brasil em 2006.
FONTE: Adaptado de SBS, 2007, BRASIL, 2007 e ABIFA, 2006
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 1 Introdução
24
O setor siderúrgico (aço) indica investimentos para aumento de 39% da
capacidade de produção brasileira até 2010, podendo chegar a 50,8 milhões de
toneladas de aço bruto (IBS, 2007).
A indústria de fundição de peças em ferro apresenta uma variação positiva de
75,2% na produção entre 2002 e 2006, com previsão de incremento na produção em
torno de 3,5% em 2007 (ABIFA, 2006).
A produção brasileira de ferro-ligas e de silício metálico se faz exclusivamente
a carvão vegetal, estando o Brasil entre os maiores produtores do mundo.
Face ao exposto, evidencia-se a necessidade da mudança do perfil da
produção do carvão vegetal no Brasil.
1.5
Objetivos
1.5.1 Objetivo Geral
Investigar as características do sistema industrial de produção do carvão
vegetal pelo processo de carbonização em cilindros metálicos verticais, visando
ressaltar alguns aspectos referentes à sustentabilidade, a partir de uma Unidade
de Produção de Carvão (UPC), em comparação ao sistema artesanal de
produção do carvão vegetal pelo processo de carbonização em fornos de
alvenaria tipo “rabo quente”, ambas as análises focalizando instalações
localizadas no Estado do Paraná.
1.5.2 Objetivos Específicos
I. Focar as características técnicas do sistema industrial de produção do carvão
vegetal pelo processo de carbonização em cilindros metálicos verticais para
mapeamento do processo produtivo;
II. Levantar as características das etapas das entradas e saídas dos processos
industrial e artesanal;
III. Coletar dados para avaliação das entradas e das saídas dos processos
industrial e artesanal;
IV. Comparar os processos industrial e artesanal, a partir dos dados coletados,
quanto aos aspectos técnicos, econômicos, ambientais, sociais e culturais.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 1 Introdução
1.6
25
Estrutura do Trabalho
Desenvolvido na área de Gestão Econômica, esta pesquisa mostra a
possibilidade de produção do carvão vegetal pelo sistema industrial através da
apresentação de um processo desenvolvido voltado às questões econômicas
priorizando as questões ambientais, sociais e culturais, numa estrutura montada em
05 (cinco) capítulos.
No Capítulo 1 – Introdução – apresenta-se o cenário da atividade carvoeira, o
tema de pesquisa e sua delimitação; o problema alvo; as justificativas que levaram
ao estudo do processo apresentado; o objetivo geral, os objetivos específicos a
serem alcançados e a estrutura em que este trabalho se apóia.
O Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica – busca identificar na literatura, de um
lado, o alicerce para o estudo dos processos objetos de pesquisa, através da origem
da carbonização, da identificação dos fornos em utilização na produção do carvão
vegetal na Europa, da evolução da tecnologia dos fornos de carbonização no Brasil,
e de outro lado, o suporte para a análise dos aspectos econômicos, ambientais,
sociais e culturais dos processos pesquisados, através da teoria da sustentabilidade.
O Capítulo 3 – Material e Métodos – descreve as partes que compõem as
unidades produtoras de carvão vegetal e as propostas de avanço no processo
pesquisado.
No Capítulo 4 – Resultados e Discussões – apresentam-se os resultados
comparativos entre os processos de carbonização em cilindros metálicos verticais e
o processo de carbonização em fornos de alvenaria tipo “rabo quente”.
O Capítulo 5 – Conclusões e Recomendações – apresenta as conclusões do
trabalho e as sugestões para trabalhos futuros.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
26
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1
O uso do eucalipto na produção do carvão vegetal
No Brasil, a atividade carvoeira tem como características: a devastação de
florestas nativas, o uso de trabalho análogo à condição de escravo e a poluição do
ar gerada pelos primitivos fornos de alvenaria, os quais emitem grandes quantidades
de fumos, representando uma significativa fonte de poluição e contaminação
ambiental.
Em 2006, no Brasil, dos 5.373.417 hectares de florestas plantadas com
eucalipto e pinus, 66% eram da espécie eucalipto, 4% maior que em 2005, sendo
que o Estado de Minas Gerais detém 31% das florestas de eucalipto, seguido por
São Paulo (23%) e Bahia (15%), conforme mostrado na Figura 6.
OUTROS; 25%
ES; 6%
BA; 15%
MG; 31%
SP; 23%
Figura 6 - Distribuição das Florestas Plantadas de Eucalipto (%), por Estado, em 2006
FONTE: ABRAF, 2007
Recentemente, a Associação Mineira de Silvicultura – AMS noticiou
investimentos de R$1,5 bilhão por ano, a partir do início de 2008, para plantação de
200 mil hectares de florestas por ano, num programa de reflorestamento que visa à
auto-suficiência do Estado de Minas Gerais nesta produção, como forma de atender
à demanda do seu parque siderúrgico. Estima-se que em dez anos a área total
plantada com eucalipto no Estado de Minas Gerais, incluindo a área já existente,
seja maior que o Estado de Sergipe (GUIMARÃES, 2007).
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
27
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
Nos últimos 10 anos, o consumo de florestas plantadas em comparação ao
consumo de florestas nativas para produção de carvão vegetal não evoluiu de
maneira positiva do ponto de vista ambiental. Embora a área de florestas plantadas
tenha crescido, não ocorreu na proporção do aumento da produção siderúrgica.
Face ao acirramento nas questões ambientais, um planejamento neste sentido tem
tomado corpo. Uma pequena reversão na tendência pode ser observada a partir de
2004, conforme mostrado na Figura 7.
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
Nativas
10,0
Plantadas
0,0
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
Figura 7 - Consumo de Florestas (%) para a Produção de Carvão Vegetal
FONTE: AMS, 2007
O eucalipto é uma das melhores opções para a produção de carvão vegetal,
devido à rusticidade, produtividade e às características da madeira. Os
reflorestamentos de eucalipto, bem planejados e manejados, produzem árvores de
tronco reto, bastante uniformes e madeira com massa específica adequada para a
obtenção de carvão de boa qualidade (PINHEIRO et al, 2006).
No gênero Eucalyptus, a massa específica básica pode variar de uma espécie
para outra: dentro de uma mesma espécie em função da idade; entre árvores de
mesma espécie; dentro de uma mesma árvore; e ainda, com a variação nas
condições de solo e clima.
A resistência mecânica do carvão vegetal tem relação direta com a sua massa
específica aparente. Assim, salvo em alguns casos típicos, quanto maior a massa
específica básica da madeira, maior a massa específica aparente do carvão e maior
a sua resistência mecânica a choques, compressão e abrasão (PIMENTA, 2007),
conforme mostrado no Quadro 1.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
28
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
Madeira
Eucalyptus
Idade
(anos)
Maculata
Propinqua
Urophylla
Saligna
Grandis
Microcoris
Cloesiana
Camaldulensis
Grandis
5
9
4
9
9
5
4
4
4
Massa Específica
Básica
(kg/m3)
643
623
594
569
564
556
508
435
406
Carvão
Massa Específica
Aparente
(kg/MDC)
440
420
360
346
360
350
290
270
231
Quadro 1 - Influência da Massa Específica Básica da Madeira na Massa Específica Aparente do
Carvão Vegetal
FONTE: Brito et. al., 1980
Algumas espécies do gênero Eucalyptus destacam-se para a produção de
carvão vegetal. No Estado de Minas Gerais as espécies mais cultivadas para este
fim são o Eucalyptus camaldulensis, o E. urophylla, o E. grandis, o E. saligna, e o E.
citriodora.
Estas espécies produzem madeira com massa específica variando entre 410 e
690 kg/m3. A escolha da espécie de eucalipto adaptada ao clima e solo é de suma
importância na implantação de uma floresta de boa produtividade e com as
características desejadas (PINHEIRO et. al., 2006).
Nas plantações destinadas à produção de carvão vegetal, o corte da madeira é
realizado entre 6 e 7 anos. Os eucaliptos possuem uma grande facilidade de
brotação e, após o corte, dão origem a uma nova floresta. Em média são realizados
três cortes em cada floresta e, após o terceiro corte, é plantada uma nova muda
(PINHEIRO et. al, 2006).
2.2
Carbonização
O uso energético da biomassa vem sendo valorizado como forma alternativa ao
uso de combustíveis fósseis, principalmente por ser uma fonte renovável.
Na conversão energética da biomassa (gramíneas, bagaço de cana, casca de
arroz, casca de coco, madeira, entre outras), faz-se uso dos processos
termoquímicos. A biomassa é submetida à ação do calor até transformá-la em
compostos mais simples (PINHEIRO et. al., 2006).
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
29
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
A madeira é composta basicamente de carbono, oxigênio, água, hidrogênio,
nitrogênio e sais minerais (OLIVEIRA et. al., 1980), constituindo-se num dos
componentes da biomassa de maior uso energético, por possuir características
atraentes tais como produtividade, qualidade e massa específica adequada, além do
seu baixo custo (PINHEIRO et. al, 2006).
O processo da decomposição térmica pode resultar em destilação seca,
quando realizado sob completa ausência de ar, recuperando-se todos os produtos
oriundos da carbonização e obtendo-se o carbono fixo em forma de carvão vegetal.
Quando a queima ocorre ao ar, a madeira se transforma em fumos, restando cinzas
ou óxidos minerais (GOMES et. al., 1980).
Segundo Pinheiro et. al. (2006), a carbonização é um processo em que a
madeira é submetida a aquecimento entre 450ºC e 550ºC em ambiente fechado,
com pequena quantidade ou exclusão total de ar e durante o qual são liberados
gases, vapores de água e líquidos orgânicos, permanecendo como resíduos,
principalmente, o alcatrão e o carvão vegetal.
Diante do exposto, todos os processos práticos estão baseados nesse princípio
e as variações que porventura possam existir ficam por conta dos aspectos técnicos
do processo, tais como tamanho e capacidade dos equipamentos e instalações, dos
níveis de controle do processo e origem do calor (BRITO, 1990).
Segundo
Pimenta
(2007),
na
prática,
independentemente
dos
equipamentos utilizados para a obtenção do carvão vegetal, faz-se necessário
o controle dos parâmetros da carbonização, tais como o tempo, a temperatura
final de carbonização e a taxa de aquecimento. Estes fatores atuam sobre o
rendimento do processo de carbonização podendo influenciar de forma
significativa os rendimentos dos produtos e as características físicas e
químicas do carvão obtido.
A origem do calor pode ser classificada das seguintes formas:
a) combustão parcial ou fonte interna de energia em que a ignição é iniciada
através da queima da lenha contida na carga quando parte desta carga é sacrificada
para aquecimento do forno, em torno de 10 a 20% (BRITO, 1990) e dentre os fornos
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
30
que usam este princípio estão os fornos de terra (poço ou caieira e meda), de
alvenaria e os metálicos pequenos (PINHEIRO et. al., 2006). As características
desses fornos estão apresentadas no item 2.2.1 – Evolução dos fornos de
carbonização.
b) fonte externa de energia a partir do uso de aquecimento elétrico, ou ainda,
da queima de outros combustíveis introduzindo o calor na carga, cujo rendimento de
processo é maior, visto que teoricamente não há sacrifício de parte da madeira por
combustão total (BRITO, 1990). Neste caso, a ignição é iniciada pela queima de
qualquer material combustível tais como resíduos florestais, alcatrão, gás, entre
outros, numa câmara externa, e os gases quentes são introduzidos na carga para a
realização do processo de carbonização (PINHEIRO et. al., 2006).
c) retortas através da recirculação de gases ou aquecimento indireto A retorta é
um forno de carbonização composto por uma câmara fechada onde é colocada a
biomassa e esta é aquecida por uma fonte externa de calor. Sua principal função
não é a produção de carvão vegetal, mas a recuperação dos outros produtos da
carbonização (condensáveis), tais como o alcatrão, os ácidos, os álcoois, entre
outros (PINHEIRO et. al., 2006).
Segundo Rezende (2006), o processo de carbonização do Eucalyptus ocorre
em quatro fases:
Fase I – Secagem: ocorre até 110ºC quando apenas a umidade é liberada;
Fase II – Torrefação: ocorre entre 110ºC e 250ºC, sendo que na temperatura
de 180ºC tem início a liberação da água de constituição pela decomposição da
celulose e hemicelulose e pouco peso é perdido até 250ºC. Forma-se o tiço ou
madeira torrada;
Fase III – Carbonização: ocorre entre 250ºC e 350ºC com a intensificação da
decomposição da celulose e hemicelulose ocorre expressiva perda de peso,
formando-se gás, óleo e água. Ao atingir a temperatura de 350ºC o carvão tem 75%
de carbono fixo e se considera que a carbonização está praticamente pronta;
Fase IV – Fixação: dos 350ºC em diante ocorre redução gradual na liberação
dos voláteis, principalmente gases combustíveis, continuando a fixação do carbono.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
31
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
Sendo a carbonização, a destilação da madeira que a transforma numa fração
rica em carbono (o carvão vegetal), e noutra fração composta por vapores e gases
(alcatrão, pirolenhosos e gases não-condensáveis), de acordo com Sampaio et. al.
(2001), essas frações são identificadas como os produtos oriundos da carbonização,
conforme mostra o Quadro 2.
Produtos da Carbonização
Carvão (80% Carbono Fixo)
Ácido Pirolenhoso
(Ácido Acético)
(Metanol)
(Alcatrão Solúvel)
(Água e outros)
Alcatrão Insolúvel
Gases Não-Condensáveis (GNC)
(Hidrogênio – 0,63%)
(CO – 34%)
(CO2 – 62%)
(Metano – 2,43%)
(Etano – 0,13%)
(Outros – 0,81%)
Total
Quadro 2 - Produtos da Carbonização
% Base Seca
33,0
35,5
(5,0)
(2,0)
(5,0)
(23,5)
6,5
25,0
(0,16)
(8,5)
(15,5)
(0,61)
(0,03)
(0,20)
100,0
FONTE: Adaptado de GOMES, P.A.; OLIVEIRA, J.B. (1980) e FERREIRA (2000)
2.2.1 Evolução dos Fornos de Carbonização
2.2.1.1 Fornos de terra
Segundo Pinheiro et. al. (2006), processos de carbonização desenvolvidos há
mais de 10.000 anos ainda podem ser encontrados, como é o caso dos fornos de
terra, usados em muitos países em desenvolvimento.
Forno Poço ou Caieira (carvoeira, balão) – forno primitivo de fazer carvão
situado geralmente no próprio local onde se corta a madeira. Consiste de uma vala
aberta no chão onde é colocada a lenha e esta recoberta com terra e queimada de
forma lenta. A ignição geralmente é feita por um dos vários orifícios para entrada de
ar, normalmente no topo do monte e estrategicamente preparado para tal (Pinheiro,
et. al., 2006; Rousset, 2006). O forno meda – pilha de troncos e galhos a que se põe
fogo para obter carvão vegetal, conforme mostrado na Figura 8.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
32
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
Figura 8 – (a) Forno Poço e (b) Forno Meda
FONTE: FAO, 1985
O uso disseminado do carvão vegetal há gerações por diversos setores vem
permitindo o aprimoramento dos processos de produção.
Alguns desses aprimoramentos puderam ser verificados a partir de
modificações significativas no forno meda vertical e no forno de vala horizontal, tais
como cobertura da vala com tampa metálica; presença de chaminé metálica e
cilíndrica; recuperação de alcatrão através de condensadores; aumento no volume
de carvão e diminuição no ciclo produtivo (ROUSSET, 2006), conforme mostrado na
Figura 9.
Figura 9 - Forno Meda Modificado
FONTE: FAO, 1985
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
2.2.1.2 Fornos de alvenaria
O processo de produção de carvão vegetal predominante é constituído por
fornos de alvenaria e argila, em muitos casos construídos com tijolos de barro
fabricados no local onde serão montadas as carvoarias, o que torna seu custo
muito baixo (PINHEIRO et. al, 2006). Quando são construídos em regiões de
relevo acidentado são chamados de fornos de encosta ou barranco. Quando o
terreno é plano são chamados de superfície (BRITO, 1990).
Os fornos de alvenaria podem ser classificados pelo tamanho, medido pela
capacidade efetiva de madeira enfornada. Na lista dos pequenos fornos existem
os de encosta ou barranco e os fornos de superfície tipo “rabo quente”, colméia e
JG®, detalhados no Quadro 3.
Fornos
Encosta (3 m) Rabo Quente (3 m) Colméia (5 m) JG®(3 m)
3,0–4,0
2,9–3,8
3,0–8,0
3,0
Diâmetro (m)
2,5 – 2,8
2,3 máx.
3,2–5,0
2,3 máx.
Altura (m)
20,0 st
8,0 st
5,0–200,0 t
14,0 st
Lenha Enfornada
24,0
16,0 – 20,0
50,0–60,0
22
Carvão/mês (MDC)
7–8
5–7
8–9
5–6
Ciclo (dias)
3
2–3
3–5
2–3
Vida útil (anos)
Quadro 3 - Características dos Fornos de Alvenaria Considerados Pequenos
FONTE: Adaptado de PINHEIRO (2006)
Os fornos de encosta ou barranco alcançam medidas de diâmetro entre 3,0
e 4,0 m e altura entre 2,5 e 2,8 m, o que permite receber lenha acima de 2,0 m.
Sua capacidade produtiva é de 10 metros de carvão (MDC), a partir de 20
estéreos (st) de lenha enfornada. O resfriamento desses fornos é mais lento do
que os fornos de superfície, conferindo aos mesmos um perfil térmico mais
homogêneo que o observado naqueles (PINHEIRO et. al., 2006).
Ainda nesta categoria, os fornos “rabo quente” alcançam medidas de
diâmetro na base entre 2,90 e 3,80 m e aproximadamente 2,30 m de altura
máxima. A capacidade produtiva média é 3,8 MDC a partir de 8 st de lenha
enfornada.
Apesar de serem mais baratos e fáceis de construir apresentam
baixos rendimentos gravimétricos em carvão vegetal, com perdas em forma de
fumaça poluente que podem chegar a 50% do carbono inicialmente contido na
lenha enfornada e 75% em peso dessa mesma lenha. Rendimentos gravimétricos
em carvão vegetal na faixa de 25% obtidos nos fornos tradicionais representam
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
33
34
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
uma perda econômica expressiva e subutilização da lenha carbonizada
(PINHEIRO et. al., 2006; MARRI et. al., 1982).
Em função do custo de construção e da facilidade de operação é comum
encontrar carvoarias com até 120 fornos, construídos junto às florestas nativas ou
cultivadas, conforme mostrado na Figura 10.
a
b
Figura 10 - (a) Forno de Encosta ou Barranco e (b) Forno “Rabo Quente”
FONTE: PIMENTA, 2007
Apesar da larga utilização desse tipo de forno, alguns aprimoramentos são
verificados, principalmente nas carvoarias de produção em larga escala instaladas
nos grandes reflorestamentos de empresas siderúrgicas em Minas Gerais, com a
instalação dos fornos de superfície tipo JG®, que ao invés de contar com várias
entradas de oxigênio (baianas), conta com apenas uma entrada no rés do chão
(tatu), conforme Figura 11.
tatu
Figura 11 - Forno de Superfície tipo JG®
FONTE: PIMENTA, 2007
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
35
Em função da capacidade de enfornamento entre 180 e 240 st de lenha, os
fornos de alvenaria retangulares estão entre aqueles considerados fornos grandes
e são utilizados nos empreendimentos silviculturais de propriedade das empresas
produtoras de aço a carvão vegetal.
O isolamento térmico desses fornos é considerado funcional, seu rendimento
em carvão vegetal está entre 30 e 33%. Suas medidas permitem o trânsito de
máquinas no seu interior para carga de lenha e descarga de carvão, possibilita a
instrumentação para controle da operação, além da recuperação do alcatrão
(PIMENTA, 2007), conforme mostra a Figura 12.
Figura 12 - Forno Retangular com Carga Mecanizada de Lenha
FONTE: PIMENTA, 2007
2.2.1.3 Fornos metálicos
Na tentativa de melhorar os métodos tradicionais de produção do carvão
vegetal, os fornos metálicos vêm sendo aperfeiçoados visando o alcance de
resultados em termos de redução do tempo de carbonização, aumento nos
rendimentos volumétricos (MDC/st), aproveitamento dos subprodutos do processo,
diminuição dos custos logísticos, diminuição na emissão de poluentes, entre tantos.
Dessa busca vale ressaltar os fornos metálicos de batelada, os semicontínuos
e os contínuos (retortas). O forno metálico de batelada pode ser fixo ou móvel e esta
escolha depende da localização da área de extração da matéria-prima, do custo de
transporte e da mão-de-obra (PINHEIRO et. al., 2006). O forno JG-SCC, um
aperfeiçoamento do forno metálico de batelada, apresenta-se como uma alternativa
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
36
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
para aumento do volume de produção em função da possibilidade de uso de vários
cilindros (enquanto um esfria, outro é carregado com lenha), o que lhe confere
característica de semicontínuo.
Apenas um forno metálico contínuo (retorta) operou no Brasil, especificamente
na ACESITA, entre 1986 e março de 1993 (LATORRE e CUNHA, 2006). Segundo
Pinheiro et. al. (2006), com capacidade produtiva de 3.000 MDC por mês num tempo
total de carbonização e resfriamento de cerca de 10 horas, apresentava rendimentos
em carvão entre 30 e 38% e custo de em torno de US$500 mil.
O processo DPC consiste de uma torre vertical formada por três partes: zona
de secagem (Drying), situada na parte superior da torre, onde a madeira passa por
um processo de secagem, posteriormente para a zona de carbonização (Pyrolisis),
situada na parte intermediária onde a madeira é carbonizada, finalizando na zona
inferior onde o carvão vegetal é resfriado (Cooling), daí a denominação. Os gases
coletados na parte intermediária são queimados numa câmara de combustão e o
calor é conduzido para a parte superior para a zona de secagem (LÚCIO, 2006).
Os fornos metálicos vêm sendo aperfeiçoados, conforme mostrado na Figura
13.
a
b
Figura 13 – (a) Fornos Metálicos JG-SCC e (b) Processo DPC
FONTE: PIMENTA, 2007
A evolução dos fornos para carbonização da matéria lenhosa no Brasil, depois
dos fornos de terra, segue a seqüência mostrada no Quadro 4:
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
37
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
Tipo de
Construção
Ciclo de
Capacidade
Rendimento
Operação
lenha
Carvão
Volumétrico
(horas)
(st)
(MDC)
(st/MDC)
Alvenaria com fonte interna de calor
Encosta ou barranco
240
20
8,7
2,3
“Rabo quente”
144 - 168
20
8,0
2,5
Superfície JG®
144
10-11
4-5
2,2
Retangular V&M
264-312
180-240
95-130
1,8
Retangular ACESITA
264
110
65
1,8
Metálicos com fonte interna de calor
JG Semicontínuo
ND
ND
ND
ND
Metálicos com fonte externa de calor
DPC Semicontínuo
72
80
53,3
1,50
Quadro 4 - Desempenho dos Fornos de Carbonização no Brasil
FONTE: Adaptado de PINHEIRO et. al., 2006; LÚCIO, 2006
2.2.2 Fornos de Carbonização na Europa
Segundo a FAO (2005), a Europa produziu 419 mil toneladas de carvão vegetal
em 2003, menos de 1% do total produzido no mundo no mesmo período, com a
França em primeiro lugar entre 1999 e 2002. Por conseqüência das determinações
da legislação ambiental na França em 1993, o número de carvoarias passou de 80
unidades nos anos de 1990 para menos de 20 no ano 2000 e uma queda da
produção de 55% no período (ROUSSET, 2006).
Para atendimento às leis ambientais, tecnologias de carbonização com
capacidade para produção em escala industrial, dotadas de mecanismos para
recuperação dos subprodutos e de forma contínua foram substituindo as formas de
produção altamente poluidoras.
Na realidade, estas tecnologias não foram criadas recentemente, dentre as
quais estão citados os processos em uso na Europa atualmente, como o ReichertLurgi
(também
conhecido
como
processo
Degussa)
e
o
Sific-Lambiotte
(comercializado no Brasil como processo Carboprem), foram criados em 1935 e
1947, respectivamente (CETEC, 1982). O alto custo de implantação e operação,
aliada à pressão incipiente dos organismos ambientais à época podem ser as
causas da demora em suas utilizações. A evolução dos fornos de carbonização na
Europa é mostrada na Figura 14.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
38
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
a
b
c
Figura 14 - (a) Fornos Metálicos Artesanais, (b), Processo CML Escala Industrial Semicontínuo e (c)
Processo Lambiotte CISR Escala Industrial Contínua
FONTE: FAO, 1985
A produção em escala industrial foi mais evidenciada a partir de 1992. Os
processos de carbonização em uso na Europa e o resumo com o desempenho dos
principais processos estão expressos no Quadro 5:
VMR
CARBOLISI
ACC
LAMBIOTTE
Descontínuo Contínuo
Descontínuo
Contínuo
mod. 12 fornos 2 tanques 32 carrinhos mod. 2-6 tanques
1 forno
Volume (m3)
14
4
12
10
15
Produção (t/dia)
222/forno
486/módulo
5.700
340/tanque
6.000
Rendimento (%)
23
27
25
27
??
Carbono Fixo (%)
80
80-85
80-85
80-85
85
Homogeneidade
++
+++
+++
+++
++
Efic. Incineração
+++
-/+
+
-/+
-/+
Granulometria
50 cm
50 cm
2m
50 cm
50 cm
Umidade (%)
30-35
<20
30
<20
<20
Investimento
+
++
++++
++
++++
Confiabilidade
+++
++
+
+
+/++
Manutenção
+
+++
++++
++
++++
Qualidade carvão
+/++
+++
+++
+++
++
Regularidade
+
+++
+++
+++
++
Ponto fraco
Regularidade Secagem
Secagem
Secagem
Secagem
Ponto forte
Energia dos
Qualidade
Qualidade
Qualidade
Capacidade
Gases
do carvão
do carvão
Do carvão
Quadro 5 - Resumo: Desempenho dos Principais Processos de Carbonização na Europa
Processo
CML
Descontínuo
FONTE: ROUSSET, 2006
Os sistemas industriais de carbonização mostrados no Quadro 5 estão
localizados na França (CML e LAMBIOTTE-SIFIC); Noruega (VMR); Itália (O.E.T
Calusco CARBOLISI); Bélgica (LAMBIOTTE-CISR) e EUA (ACC), entre outros tais
como na Austrália (LURGI) e na Alemanha (DEGUSSA).
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
2.3
39
Sustentabilidade
2.3.1 Formação Conceitual
Entende-se o termo sustentabilidade como algo que possua a qualidade de ser
sustentável. Define-se sustentável como sendo algo capaz de se manter mais ou
menos constante, ou estável, por longo período, segundo dicionário Aurélio. A ele
estão atrelados termos como desenvolvimento ou crescimento: econômico ou
sustentável.
Vale, então, diferenciar crescimento de desenvolvimento, tanto econômico
quanto sustentável. Para tanto, uma comparação entre crescimento econômico e
desenvolvimento econômico possivelmente esclareceria a diferença entre ambos.
Por crescimento econômico, entende-se todo e qualquer aumento na produção
de bens e serviços, seja de um país ou de uma região, tendo como medida mais
comum o aumento da renda per capita.
Dessa forma, crescimento econômico está relacionado ao faturamento para as
empresas, ao PIB para o governo, ao poder de compra pelo consumidor.
Confrontando então os termos, tem-se por extensão, desenvolvimento econômico
como sendo o resultado atribuído ao processo de crescimento econômico.
Para Almeida (2007), a concepção de desenvolvimento sustentável surgiu a
partir da discussão internacional em torno do conceito de desenvolvimento, até
então predominantemente atado à noção de crescimento.
A preocupação com a sustentabilidade vem tomando espaço cada vez maior
nas decisões individuais, empresariais e governamentais, chamados por Almeida
(2007) de atores do mundo tripolar – sociedade civil organizada, empresas e
governos.
Esta tomada de espaço ocorre, entre outras, em função das advertências dos
cientistas que representam o clamor vivo da sociedade e dos organismos
internacionais para o crescente aquecimento global e suas possíveis conseqüências.
Esta preocupação com o equilíbrio entre aspectos econômicos, sociais e
ambientais se tornou global mediante inúmeros fatos considerados importantes. Da
escala histórica do desenvolvimento sustentável, publicada pela Fundação Brasileira
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
40
para o Desenvolvimento Sustentável (FBDS, 2007), foram extraídos alguns desses
fatos que vêem construindo o pensamento e as ações relativas à sustentabilidade,
mostrados a seguir.
• Com a fundação do Clube de Roma, em 1972, por cientistas e economistas,
difunde-se a interação entre produção industrial, degradação ambiental, uso dos
recursos naturais, população e consumo de alimentos com a publicação do
documento intitulado “Os Limites do Crescimento”;
• A criação do conceito ou base filosófica do desenvolvimento sustentável
como sendo aquele que satisfaz as necessidades do presente sem comprometer a
capacidade das gerações futuras satisfazerem as suas próprias necessidades,
contido no documento Nosso Futuro Comum, em 1987 no Relatório Brundtland;
• A realização da Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e
Desenvolvimento – ECO 92 no Rio de Janeiro, em 1992, culminou com a publicação
da Convenção da Diversidade Biológica, da Convenção Quadro das Mudanças
Climáticas Globais, da Declaração do Rio, da Declaração das Florestas e do
documento Agenda 21. O Protocolo de Kyoto em 1997 veio reforçar a Convenção
sobre Mudanças Climáticas;
• A Declaração do Milênio, documento no qual consta uma lista formada por
oito objetivos básicos e seus desdobramentos em metas e indicadores a serem
alcançados até 2015, no âmbito do desenvolvimento econômico, social e ambiental,
criado por representantes de 189 países reunidos em setembro de 2000 na sede da
ONU – Organizações das Nações Unidas, em Nova York, com o intuito de retificar
as alterações ocasionadas no planeta pela desigualdade social e pela utilização dos
recursos naturais de forma destruidora (Almeida, 2007).
Neste documento foram traçados como objetivos a erradicação da miséria e da
fome; a universalização do ensino básico; a promoção da igualdade de gêneros e a
autonomia das mulheres; a redução da mortalidade infantil; a melhoria da saúde
materna; o combate ao HIV/Aids, a malária e outras doenças, a garantia da
sustentabilidade ambiental e o estabelecimento de uma parceria mundial para o
desenvolvimento.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
41
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
• A criação do Índice Dow-Jones de Sustentabilidade, em 1999, primeiro índice
global criado para acompanhar o desempenho financeiro de empresas líderes em
sustentabilidade com papéis na Bolsa de Valores de Nova York, o mesmo ocorrendo
no Brasil com o Índice de Sustentabilidade Empresarial lançado pela BOVESPA em
2005.
A respeito de indicadores de sustentabilidade, Bellen (2007) acredita na
necessidade de se criar meios de mensuração da sustentabilidade. Os indicadores
têm por objetivo tornar simples e transparente o significado das informações que
dizem respeito a aspectos complexos, de modo a torná-los mais compreensíveis e
quantificáveis.
Do ponto de vista do conceito, todo e qualquer empreendimento humano para
ser
sustentável
necessariamente
precisa
ser
economicamente
viável,
ecologicamente correto, socialmente justo e culturalmente aceito.
Um panorama da sustentabilidade sob as perspectivas econômica, ambiental,
social, geográfica e cultural é mostrado a seguir.
2.3.2 Sustentabilidade sob o Aspecto Técnico
Manzini (2002) afirma haver duas possibilidades de transição para a
sustentabilidade:
uma
imposta
pelos
efeitos
causados
por
fenômenos
catastróficos que obrigariam a uma reorganização do sistema e outra espontânea
em que a livre escolha se refletiria em mudanças culturais, econômicas e políticas
em direção à adoção de novas formas de produzir e consumir. Nestes caminhos
prevê-se, de um lado, um crescimento da desigualdade e injustiça social (muito
nas mãos de poucos) e por outro lado, uma sociedade se encaminhando para um
patamar equilibrado e justo.
Almeida
(2002),
quando
trata
da
comparação
entre
o
clássico
desenvolvimento consumidor de recursos naturais e o processo de mudança para
o desenvolvimento sustentável, mostra no velho paradigma pouco ou nenhum
limite tecnológico ao passo que no paradigma da sustentabilidade o limite
tecnológico é definido pela sustentabilidade e a ênfase passa da competição para
a cooperação.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
42
Considerando que nas sociedades industriais o bem-estar social está
associado à disponibilidade crescente de produtos e matérias-primas (e suas
implicações), o desafio está em romper este elo, através da inovação, aliando
eficiência e suficiência.
2.3.3 Sustentabilidade sob o Aspecto Econômico-Financeiro
Segundo Bellen (2007), no conceito de desenvolvimento sustentável, sob a
ótica econômica, o mundo é visto em termos de estoques e fluxo de capital. Sendo
assim, o problema da sustentabilidade está na manutenção do capital em todas as
suas formas.
Manzini (2002) destaca a divergência existente entre a racionalidade
econômica e a racionalidade ecológica. A primeira delas baseia-se na busca pela
eficiência econômica e a segunda na busca pela suficiência ou eco-eficiência
através da contenção no consumo dos recursos naturais. Afirma que quem prioriza a
primeira não consegue atingir a segunda, denotando-se um paradigma econômico.
Segundo Almeida (2002), para que uma empresa ou empreendimento seja
sustentável faz-se necessário buscar a eco-eficiência, produzindo de forma eficiente,
porém, poluindo menos e gastando menos recursos naturais.
2.3.4 Sustentabilidade sob o Aspecto Ambiental
Em Bellen (2007), o significado de sustentabilidade ecológica está em estender
a capacidade dos recursos oferecidos ao mesmo tempo em que se procura
minimizar a sua deterioração.
A sustentabilidade cobra a adoção de posturas preventivas de modo a
identificar o quanto um empreendimento é capaz de prever o que de positivo pode
ser feito e maximizá-lo, da mesma forma o que de negativo pode ser evitado ou
minimizado (Almeida, 2002), tendo em vista que o tempo que se leva para sentir um
impacto ambiental é menor do que o tempo que se leva para recuperá-lo.
2.3.5 Sustentabilidade sob o Aspecto Social
Bellen (2007) enfatiza ser prioridade a busca por meios que propiciem
qualidade e aumento da condição de vida do ser humano, enquanto Manzini (2002)
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 2 Revisão Bibliográfica
43
acredita na transformação dos juízos de valores bem como dos critérios de
qualidade intérpretes da idéia de bem-estar.
Uma empresa ou empreendimento que se propõe ser sustentável, além do
cuidado com o meio ambiente e com a realidade econômica, inclui entre os seus
objetivos a busca pelo bem-estar social dos seus acionistas, empregados, familiares,
consumidores, enfim, com todos os envolvidos com as suas operações. Para isto,
necessita, entre outras políticas, de transparência e tudo ao que a ela corresponde
(Almeida, 2002).
Mesmo porque cada vez mais se evidencia a intolerância, principalmente dos
consumidores, a produtos cujos processos tecnológicos utilizam práticas escusas.
2.3.6 Sustentabilidade sob o Aspecto Cultural
Considerando o que foi dito com relação à transição por escolha, segundo
Manzini (2002), esta só ocorrerá se houver reconhecimento por grande parte das
pessoas com relação à oportunidade de melhoria no grau de bem-estar e que a
transformação dos juízos de valores e dos critérios de qualidade intérpretes desta
idéia de bem-estar levariam à redução dos consumos de recursos naturais.
Dessa forma, evidencia-se uma estreita ligação entre as dimensões da
sustentabilidade. No aspecto técnico, uma mudança cultural quanto à forma de
produzir e consumir refletiria no aspecto econômico e em função dos seus
benefícios sociais o reflexo ocorreria em mudança no aspecto social, construindo
a aceitabilidade da nova cultura.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 3 Materiais e Métodos
44
3 MATERIAIS E MÉTODOS
3.1
Metodologia da Pesquisa
A pesquisa de campo exploratória é uma abordagem metodológica adotada
nesta pesquisa, que para Lakatos (2001), é uma investigação de pesquisa empírica
cujo objetivo é a formulação de questões ou de um problema, com tripla finalidade:
desenvolver hipóteses, aumentar a familiaridade do pesquisador com um ambiente,
fato ou fenômeno, para a realização de uma pesquisa futura mais precisa ou
modificar e clarificar conceitos.
Em função do problema, a pesquisa se caracteriza como quantitativa com
nuances de qualitativa, tendo em vista que “numa abordagem quantitativa, definida a
população, busca-se um critério de representatividade numérica que possibilite a
generalização dos conceitos teóricos que se quer testar” (MINAYO, 1998) e a
pesquisa qualitativa trabalha com o universo de significados, motivos, aspirações,
crenças, valores e atitudes, o que corresponde a um espaço mais profundo das
relações, dos processos e dos fenômenos que não podem ser reduzidos à
operacionalização de variáveis (DESLANDES, 1994).
Em função dos aspectos técnicos, a pesquisa se classifica como experimental
com nuances de estudo de caso, embasado pela colocação feita por Yin (2001) de
que os estudos de caso, em geral, representam estratégia preferida quando se
colocam questões do tipo “como” e “por que”, quando o pesquisador tem pouco
controle sobre os eventos e quando o foco se encontra em fenômenos
contemporâneos inseridos em algum contexto da vida real.
Para tanto, foram utilizadas técnicas de observação direta intensiva, com uso
de apontamentos durante a coleta de dados, entrevistas semi-estruturadas e
utilização de ferramentas consagradas na literatura para compilação dos dados e
verificação dos resultados. Por meio da observação direta foram coletados dados
para composição da avaliação das entradas e saídas do processo.
Após estes levantamentos, os dados foram analisados com a finalidade de
identificar a viabilidade econômica, os impactos ambientais, sociais e culturais da
produção de carvão vegetal pelo processo de carbonização em cilindros metálicos
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 3 Materiais e Métodos
45
verticais em comparação com o processo de carbonização em fornos de alvenaria
tipo “rabo quente”.
Para dar suporte à pesquisa foram utilizadas as seguintes fontes de pesquisa:
a) fontes primárias: registros internos da organização, tais como: notas fiscais,
folhas de pagamento, formulários de apontamentos dos setores da empresa;
entrevistas não estruturadas com gerentes e colaboradores e observações diretas
dos processos; análise de desenhos técnicos dos projetos dos equipamentos e
instalações, relatórios formais contábeis e gerenciais.
b) fontes bibliográficas secundárias: como suporte para a teoria da
carbonização foram utilizados livros, dissertações, artigos, documentos técnicos e
publicações oficiais; para embasar a teoria dos custos foram utilizados livros, artigos
e publicações de entidades oficiais; para alicerçar a contextualização foram
utilizadas publicações de órgãos oficiais capturadas de sites específicos na internet
e para suporte da análise técnica foram consultados profissionais da área de
engenharia de processos dentro e fora das Unidades pesquisadas.
3.2
Análise Comparativa entre dois Sistemas de Produção: Artesanal e
Industrial
Os sistemas de produção do carvão vegetal – artesanal pelo processo de
carbonização em fornos de alvenaria tipo “rabo quente” e – industrial pelo processo
de carbonização em cilindros metálicos verticais –, objetos dessa pesquisa, foram
analisados quanto aos aspectos técnicos, econômicos, ambientais, sociais e
culturais, visando à avaliação comparativa entre os mesmos.
3.2.1 Metodologia para Análise do Aspecto Técnico
A análise técnica dos dois processos (capacidade, produtividade, rendimento,
qualidade do produto), foi feita dentro do escopo necessário para a elaboração dos
parâmetros econômicos, ambientais, sociais e culturais, objeto desta pesquisa.
Portanto, este trabalho não pretende discutir ou esgotar os aspectos técnicos
envolvidos nos dois processos, ressaltando que todas as informações técnicas
foram suportadas pela literatura e pelos dados coletados nas unidades pesquisadas.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
46
Capítulo 3 Materiais e Métodos
3.2.1.1 Sistema artesanal de produção do carvão vegetal
O processo de carbonização em fornos de alvenaria tipo “rabo quente” faz
parte do sistema artesanal de produção do carvão vegetal e, segundo Pinheiro
(2006) é responsável por cerca de 70% da maneira de se produzir no Brasil.
Os dados referentes a este processo foram coletados numa carvoaria típica,
localizada no Estado do Paraná, numa bateria composta por 12 (doze) fornos e
capacidade produtiva em torno de 300 MDC/mês, relatados em Colombo et.al.
(2006). Os dados foram adaptados para que estes se tornassem equivalentes em
volume ao processo de carbonização em cilindros metálicos verticais, ao qual foi
comparado, ou seja, 3.500 a 4.000 MDC.
Bateria é o conjunto de fornos de carvoaria. Carvoaria, denominada neste
trabalho de unidade de produção de carvão vegetal (UPC), é o ambiente onde se
localizam os fornos e se realizam as atividades de carvoejamento, de recebimento
da lenha, até o despacho do carvão vegetal, conforme exemplo mostrado na Figura
15.
a
b
Figura 15 – (a) Forno “Rabo Quente” e (b) Bateria de Fornos “Rabo Quente”
FONTE: PIMENTA, 2007
Funcionamento do processo de carbonização com fornos de alvenaria tipo “rabo
quente”
Segundo Colombo et. al, 2006, os fornos do tipo “rabo quente” realizam um
ciclo a cada seis ou sete dias, podendo chegar a dez dias se a umidade da lenha for
elevada, cujo período se divide em duas partes. Primeiro vem o acendimento do
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
47
Capítulo 3 Materiais e Métodos
forno e o controle da entrada de ar, quando ocorre efetivamente a carbonização.
Terminada a carbonização, que dura em média três dias, o forno é completamente
vedado com argila e deixado em resfriamento até atingir temperaturas internas em
torno de 40oC a 50oC, quando então é possível a descarga do forno sem risco de
ignição do carvão ao entrar em contato com o ar.
Nos fornos do processo de carbonização em fornos de alvenaria tipo “rabo
quente” – sistema artesanal, objeto de comparação nesta pesquisa, o ciclo de
produção
inicia-se
após
a
construção
do
forno,
onde
são
utilizados
aproximadamente 3.000 tijolos assentados com cerca de três toneladas de uma
massa preparada com água, cal e de terra argilosa encontrada em abundância
naquela região e ainda uma cinta de aço com aproximadamente 12 metros de
comprimento, quatro centímetros de largura e uma polegada de espessura
envolvendo a parte externa do forno cuja função é dar sustentação às paredes.
A construção do forno geralmente é feita na própria carvoaria e quando se faz
necessária a contratação de mão-de-obra terceirizada faz-se por empreitada. Cada
forno, se bem construído e adequadamente operado, tem uma vida útil de dois anos.
As etapas seguintes à construção do forno são:
a) aquisição da matéria-prima: na maioria das vezes a lenha é oriunda de
reflorestamento próprio ou de terceiros, e em alguns casos de manejo legalizado,
devidamente comprovado com documentação fiscal;
b) preparação da matéria-prima: esta etapa utiliza a mão-de-obra de duas
pessoas para a produção nos doze fornos do sistema pesquisado e consiste no
corte das toras que podem variar de tamanho entre 1,00 e 1,40 m de comprimento,
conforme a disposição da carga dentro do forno e se baseia, principalmente, na
experiência do responsável pelo enfornamento, comumente chamado de forneiro ou
queimador;
c) enfornamento: cada forno tem capacidade para 8 a 10 MDC a partir de 16 st
de lenha, em função da variação de umidade, da qualidade da madeira e do manejo
na montagem da carga;
d) carbonização ou carvoejamento: durante o processo de acendimento do
forno todos os orifícios permanecem abertos por cerca de duas horas, quando
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 3 Materiais e Métodos
48
apenas a chaminé é lacrada permanecendo abertas as “baianas” - orifícios abertos
na cúpula do forno para controle de entrada de ar e saída de fumaça, por cerca de
5-6 horas. Os suspiros - canais construídos nas laterais do forno com a mesma
função das “baianas”, permanecem abertos por cerca de 40-80 horas, dependendo
da umidade da lenha ou até que uma fumaça azulada se manifeste, quando então
tudo é lacrado, iniciando-se, assim, o processo de esfriamento do forno, que pode
durar até quatro dias, sendo que esta etapa se conclui a partir da percepção de uma
temperatura suportável ao ser humano;
e) desenfornamento, ensacamento e despacho: a porta, as “baianas” e a
chaminé são abertos, permitindo a entrada de luz tornando possível o trabalho dos
forneiros no processo de desenfornamento e ensacamento do carvão vegetal. Após
o ensacamento faz-se a costura das bordas da embalagem. A montagem da carga
no caminhão é feita de forma a acomodar a maior quantidade de sacaria
maximizando assim o peso transportado, sem prejuízo da segurança no transporte,
cuja altura máxima deve ser de 4,40 m do chão, permitida pela legislação.
Nas etapas que vão do enfornamento ao ensacamento são utilizadas mão-deobra de quatro pessoas, ficando o despacho ou carregamento do caminhão por
conta dos preparadores da matéria-prima.
Controle da carbonização
Neste modelo de produção do carvão vegetal os controles do processo de
carbonização, tais como controle da temperatura, determinação do perfil térmico,
rendimentos (volumétricos e gravimétricos), controle de qualidade da lenha
(umidade e densidade) e controle da qualidade do carvão vegetal (densidades,
análise química imediata e poder calorífico) ou não são feitos ou o são de forma
empírica, dependendo, principalmente, da experiência do carvoeiro.
O tempo de carbonização, por exemplo, é determinado pela coloração da
fumaça que sai dos orifícios do forno e se constitui no sinal para que seja executada
a atividade de fechá-lo ou abri-lo.
A responsabilidade por identificar a qualidade do carvão fica por conta do
comprador, uma vez que este está devidamente qualificado para tal e isto faz parte
do controle de qualidade da matéria-prima adquirida, como é o caso dos produtores
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
49
Capítulo 3 Materiais e Métodos
de aço (usinas integradas a carvão vegetal), de ferro-gusa, ferro-ligas e silício
metálico.
3.2.1.2 Sistema industrial de produção do carvão vegetal
O processo de carbonização em cilindros metálicos verticais faz parte do
sistema industrial de produção do carvão vegetal, em função das características de
volume, nível de investimento, possibilidade de organização do trabalho, entre
outras.
Os dados referentes a este processo foram coletados numa unidade de
produção de carvão vegetal (UPC) localizada no Estado do Paraná e que utiliza o
sistema de carbonização em cilindros metálicos verticais. Possui como característica
principal a produção em escala industrial à qual se agregam os aspectos técnicos,
econômicos, ambientais e sociais como fatores diferenciais entre os sistemas
utilizados atualmente, conforme mostra a Figura 16.
Queimador
de Fumaça
Praça de
Carbonização
Secador de
Lenha
Figura 16 - Desenho Esquemático da UPC
FONTE: Disponibilizado pela Unidade Industrial Pesquisada
O processo tem seu fluxo produtivo desenhado conforme mostrado na Figura
17.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 3 Materiais e Métodos
50
Figura 17 - Fluxo do Processo de Carbonização em Cilindros Metálicos Verticais
FONTE: Disponibilizado pela Unidade Industrial Pesquisada
O processo de carbonização com cilindros metálicos verticais é de concepção
simples, constituindo-se em um sistema semicontínuo para produção de carvão
vegetal. O processo de produção consiste basicamente em carregar o cilindro
metálico com lenha previamente cortada em tamanho uniforme e com o teor de
umidade reduzido. O cilindro metálico carregado é fechado na extremidade inferior
com uma grelha que permite a circulação do ar e dos fumos decorrentes da
carbonização da lenha. Assentado na posição vertical sobre um suporte na base do
forno, inicia-se a carbonização a partir da ignição da lenha. A fumaça oriunda da
carbonização é canalizada para o queimador. Parte do ar quente, proveniente dessa
queima, é transferida para a unidade de secagem da lenha que pode contar, ainda,
com o auxílio de um sistema de microondas. A cada ciclo de carbonização, o cilindro
é colocado em resfriamento e então descarregado.
Cada Unidade de Produção de Carvão Vegetal – UPC atualmente considerada
compõe-se das seguintes partes principais:
• 8 fornos;
• 3 cilindros metálicos por forno, totalizando 24 cilindros por UPC;
• 24 grelhas de ferro fundido com chaminé (1 por cilindro);
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 3 Materiais e Métodos
51
• Um queimador da fumaça poluente e produtor de ar quente para secagem da
lenha;
• Um secador da lenha;
• Sistema informatizado para supervisão da carbonização.
As partes acessórias são:
• Termopares para controle da temperatura interna dos cilindros;
• Pórtico rolante elétrico equipado com “trolley” e talha;
• Cavaletes metálicos para carga de lenha e descarga de carvão vegetal;
• Ventilador/exaustor para a sucção da fumaça dos fornos
• Ventilador/insuflador para conduzir o ar quente para o secador da lenha;
• Balança tipo dinamômetro para pesagem da lenha e do carvão vegetal;
• Garfos e pás;
• Gaiolas para medição de volume de carvão vegetal;
• Suporte metálico para grelha.
As UPC’s estão disponíveis em duas capacidades produtivas:
• grande produção: UPC’s com capacidade produtiva mensal de 3.500 a 4.000
MDC. Este modelo de UPC é indicado para grandes empresas do ramo de
siderurgia, ferro-ligas ou metais primários;
• pequena produção: UPC’s com capacidade produtiva mensal de 500 a 1.000
MDC. Este modelo é indicado para pequenos produtores de carvão vegetal,
cooperativas ou produção em escala familiar.
Funcionamento do processo de carbonização com cilindros metálicos verticais
O forno é feito de material isolante e tem como função minimizar a perda de
calor enquanto ocorre a carbonização. Cada forno trabalha com três cilindros
metálicos, conforme mostra a Figura 18.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
52
Capítulo 3 Materiais e Métodos
a
b
Figura 18 – (a) Forno de Carbonização e (b) Cilindro Metálico
FONTE: Disponibilizado pela Unidade Industrial Pesquisada
A ignição do forno é feita com tiços e resíduos florestais (tocos e galhos),
formando na base do forno uma fonte de calor, que será a fonte inicial de energia
para a transformação da lenha em carvão vegetal. Dada a ignição, o cilindro
carregado com lenha é posicionado pelo pórtico rolante dentro do forno, as portas do
forno são fechadas e a carbonização é iniciada, conforme mostra a Figura 19.
Figura 19 – Ignição
FONTE: Disponibilizado pela Unidade Industrial Pesquisada
A tampa do cilindro que fica na sua parte inferior, consiste de uma placa
perfurada que possui no centro um orifício que se encaixa na chaminé do forno,
conforme mostra a Figura 20.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
53
Capítulo 3 Materiais e Métodos
Figura 20 – Tampa ou grelha do cilindro
FONTE: Disponibilizado pela Unidade Industrial Pesquisada
Com a exaustão forçada pelo ventilador/exaustor, os gases quentes gerados
na ignição sobem pelas perfurações da tampa do cilindro e vão até o topo do mesmo
trocando calor com a carga lenhosa e a fumaça resultante da decomposição térmica
da lenha desce deixando o leito pela chaminé. Com a convecção dos gases quentes
ascendentes a carbonização se inicia, estando completa após 8 a 10 horas de
processo, quando então, o cilindro é retirado de dentro do forno para o resfriamento.
Esses cilindros são posicionados numa cancha de areia e, uma vez expostos
ao ar livre, o carvão vegetal perde calor livremente através das paredes metálicas,
chegando a menos de 40ºC entre 8 e 10 horas, ponto em que pode ser
descarregado sem risco de auto-ignição.
Enquanto o primeiro cilindro se resfria, outro cilindro com lenha é posicionado
no forno e a carbonização recomeça. Concluída a segunda carbonização, o cilindro
é submetido ao resfriamento e um terceiro cilindro com lenha é posicionado no
forno, iniciando-se nova carbonização. Enquanto isso, o carvão vegetal frio do
primeiro cilindro é descarregado e é feita uma nova carga com lenha. Quando a
terceira carbonização está concluída, o primeiro cilindro carregado com lenha volta
para o forno e ciclo é reiniciado. Dessa forma, apesar de ser um sistema
descontínuo,
os
fornos
trabalham
integrados,
produzindo
carvão
vegetal
continuamente, constituindo, portanto, um sistema semicontínuo de produção.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 3 Materiais e Métodos
54
Queimador da Fumaça
A fumaça poluente gerada durante a carbonização é conduzida para um
queimador da fumaça construído com tijolos refratários e tijolos comuns, onde os
alcatrões e pirolenhosos são integralmente queimados e transformados em gás
quente limpo. Após a queima, esses gases são conduzidos por tubulação para o
secador de lenha.
Quando em funcionamento, forma-se no interior do queimador de fumaça uma
zona de reação com temperaturas que variam de 1.000 a 1.200ºC, temperaturas
essas, capazes de destruir termicamente todos os componentes tóxicos e
cancerígenos presentes na fumaça da carbonização, transformando-os em gases
quentes e limpos, queimando inclusive o metano, que é um dos agentes causadores
do aquecimento global. A Figura 21 ilustra este processo.
Figura 21 - Vista Lateral (a) e do Interior (b) do Queimador de Fumaça
FONTE: Disponibilizado pela Unidade Industrial Pesquisada
A passagem da fumaça poluente pelo centro da zona de queima é promovida
por um ventilador/exaustor em sistema de Venturi, instalado no final do queimador,
que gera uma pressão negativa capaz de promover a sucção dessa fumaça.
Secador da lenha
Trata-se de um sistema misto de secagem de lenha, que utiliza ar quente do
queimador da fumaça e radiação de microondas. As microondas auxiliam o processo
de secagem promovendo a expulsão da água do interior das toras para a periferia
das mesmas a partir de onde o ar quente e seco se encarrega da sua vaporização.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
55
Capítulo 3 Materiais e Métodos
A água em forma de vapor é então retirada do sistema, sendo sua saída
forçada por ventiladores (recirculadores de ar) através de aberturas posicionadas ao
longo da base do secador (janelas inferiores).
A medição da temperatura do ar quente introduzido no secador e da sua
temperatura interna é feita através de aparelhos medidores de temperatura
(pirômetros), instalados em pontos estratégicos na parede e na entrada de ar quente
de modo a permitir o controle do processo. A Figura 22 ilustra o sistema.
b
c
Figura 22 - (a) Secador com Destaque para (b) Recirculadores e (c) Magnetrons
FONTE: Disponibilizado pela Unidade Industrial Pesquisada
Sistema informatizado para supervisão da carbonização
No laboratório de energia da biomassa florestal, engenharia de processos e
controle da qualidade, o acompanhamento do processo segue um rigoroso padrão
de qualidade, desde a entrada da lenha até a expedição do carvão vegetal,
conforme mostrado na Figura 23.
a
Figura 23 - (a) Vista Geral do Laboratório e (b) Procedimento de Controle
FONTE: Disponibilizado pela Unidade Industrial Pesquisada
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
b
56
Capítulo 3 Materiais e Métodos
O controle da carbonização é feito através da medição da temperatura nos
cilindros para determinação do perfil térmico. É feito com o objetivo de identificar as
distintas fases do processo e possibilitar ao operador avaliar o comportamento da
carbonização.
Controle da temperatura
A temperatura da carbonização é controlada por termopares tipo K de haste
longa. Estão posicionados no cilindro nas alturas de 1,80 m (termopar 1), 1,20 m
(termopar 2) e 0,60 m (termopar 3).
Determinação do perfil térmico
O perfil térmico é determinado por meio de um software desenvolvido pela
empresa MARRARI TM, tendo como base rotina de cálculo e algoritmos
desenvolvidos por ANJOS e PIMENTA (2007). Definidas as coordenadas, cria-se
uma escala de cores correlacionando-a com os valores das temperaturas. A Figura
24 ilustra o sistema.
Figura 24 - Supervisão da Carbonização
FONTE: Disponibilizado pela Unidade Industrial Pesquisada
Rendimentos
Cada forno executa até três carbonizações por dia, de forma que uma UPC
(oito fornos) chega a executar 24 carbonizações por dia. Em cada carbonização,
utilizando-se lenha de eucalipto, com diâmetro variando 8 a 18 cm e teor de umidade
de 15 a 20% (em base seca), podem ser obtidos rendimentos gravimétricos em
carvão vegetal na faixa de 36 – 40% em relação ao peso inicial de lenha seca
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
57
Capítulo 3 Materiais e Métodos
enfornada, contra apenas 25 – 30% nos fornos de alvenaria tradicionais (tipo “rabo
quente” e os retangulares). A conversão volumétrica lenha/carvão é da ordem de
1,5:1, ou seja, para se produzir um MDC necessita-se de 1,5 st, ao passo que nos
sistemas convencionais essa necessidade é de 2:1 (dois estéreos de lenha para um
metro de carvão) ou mais.
Cumpre ressaltar que a secagem prévia da lenha, aproveitando o poder
calorífico da fumaça após queima na fornalha do queimador de fumaça propõe-se
como básico para o alcance deste nível de rendimento gravimétrico e eliminação de
poluentes.
A queima dos gases possibilita a geração de um adicional de calor suficiente
para a secagem da lenha, além de reduzir substancialmente os fumos e a poluição
atmosférica pela queima completa dos pirolenhosos, alcatrão não solúvel e a parte
combustível dos gases não condensáveis. Dessa forma, teoricamente, proporciona
uma diminuição da necessidade de madeira em 25% a 30% para obtenção da
mesma quantidade de carvão.
Controle da qualidade do carvão vegetal
Para avaliação da qualidade do carvão vegetal são utilizados procedimentos
normatizados, conforme mostra o Quadro 6.
Descrição
Amostragem
Densidade aparente
Densidade verdadeira
Análise Química Imediata (teor
de umidade, teor de matérias
voláteis, teor de cinzas e teor
de carbono fixo)
Poder Calorífico
Norma de Procedimento
ABNT NBR 6923/81
ASTM D-167-73
Norma proposta por OLIVEIRA, et. al. (1982)
- ASTM D-1762-64 “Chemical Analysis of Wood Charcoal”
- ABNT NBR 8112/83 “Carvão Vegetal – Análise Imediata”,
complementada pelas normas:
- NBR 5734/83 “Peneiras para ensaio – especificação”;
- NBR 6923/81 “Amostragem e preparação de amostra de
carvão vegetal – procedimentos”.
A determinação do poder calorífico superior, utilizando-se a
bomba calorimétrica, baseia-se na Norma ASTM D-2015-66.
Quadro 6 - Normas de Procedimentos para Controle da Qualidade do Carvão Vegetal
FONTE: Disponibilizado pela Unidade Industrial Pesquisada
Para tanto, analisou-se a produção de um mês num total de 250 carbonizações
do processo de carbonização em cilindros metálicos verticais. Os resultados da
análise técnica dos dois processos estão apresentados no item 4.3.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 3 Materiais e Métodos
58
3.2.2 Metodologia para Análise do Aspecto Econômico-Financeiro
O carvão vegetal é um commodity, e como tal, tem seu preço regulado pelo
mercado. Este produto é matéria-prima para o ferro-gusa, ferro-ligas e silício
metálico, que também são commodities. Ainda, o ferro-gusa serve de base para a
produção de commodities como o aço e fundidos de ferro.
Sendo assim, o conhecimento e o controle dos custos de produção do carvão
vegetal se tornam de fundamental importância e se constituem em fatores da maior
relevância na composição da margem de contribuição por ocasião da venda.
Para possibilitar a verificação do atendimento ao primeiro pilar da
sustentabilidade, ser economicamente viável, buscou-se fazer um cenário
comparativo entre o sistema industrial de produção do carvão vegetal pelo processo
de carbonização em cilindros metálicos verticais – processo proposto teórico – e o
sistema artesanal de produção do carvão vegetal pelo processo de carbonização em
fornos de alvenaria tipo “rabo quente” – processo artesanal.
Para tanto, tornou-se imprescindível a apresentação dos elementos a serem
considerados na análise, detalhados a seguir.
Custos de Implantação
Segundo Buarque (1984), a implantação de um projeto leva em consideração
os investimentos fixos (instalações – prédios, galpões, infra-estrutura, equipamentos,
máquinas, etc.) e investimentos circulantes (capital de giro necessário para pôr as
instalações em marcha até a entrada de receitas por vendas, melhorias e
substituições de equipamentos).
Há que se considerar, no entanto, a necessidade de aplicação do conceito até
se alcançar o ponto de equilíbrio financeiro.
Segundo Woiler et. al. (1996), um projeto ou empreendimento pode ser definido
como um conjunto de informações internas ou externas à empresa e que servirão ao
objetivo de análise e/ou de implantação no suporte a uma decisão de investimento.
Com este conceito pode-se avaliar a viabilidade de um projeto desde a sua
concepção até a decisão de empreendê-lo, levando-se em conta os custos
envolvidos para sua implantação.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
59
Capítulo 3 Materiais e Métodos
Assim sendo, define-se como custos de implantação todo custo ou despesa
relativos ao projeto, desde sua idealização até a fase em que se alcança o ponto de
equilíbrio financeiro do projeto.
A implantação dos sistemas de carbonização (processo proposto teórico e
processo artesanal) foi composta pelos elementos dos investimentos fixos
considerando a capacidade de cada UPC.
Capital de Giro
O capital de giro é a porção do capital total da empresa que tem uma liquidez
relativa, constituindo uma espécie de reservatório de capital para fazer frente a
obrigações fora do ciclo do fluxo de caixa operacional ordinário (MOTTA, 2002).
Dessa forma, capital de giro é o montante de recursos de liquidez imediata que a
empresa disponibiliza para movimentar o seu negócio.
Custos Fixos
Os custos fixos ou estruturais, ou ainda, custos do período, independem do
volume de produção e por não serem identificáveis com o produto são também
tratados como indiretos dado que são os custos para manter o nível de capacidade
de produção e de venda (WOILER et. al, 1996).
Segundo Dutra (2003), os custos fixos não necessariamente apresentam os
mesmos valores, podendo sofrer modificações em momentos de variação de preços,
de modificação de tecnologia ou expansão da empresa. Claramente salientado por
Martins (2001), os custos fixos não são determinados por sua repetitividade, mas por
sua dissociação do volume de produção.
No entanto, Passarelli et. al. (2004) afirmam que os gastos fixos variam
conforme o tempo, que não variam com a atividade de produção e, portanto, serão
incorridos por um determinado período de tempo, mesmo que nenhuma atividade
produtiva se manifeste neste período. Ainda, separam em três tipos os gastos fixos:
• Gastos fixos da capacidade instalada (depreciação);
• Gastos operacionais fixos (seguros, impostos);
• Gastos
fixos
programados
qualidade).
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
(programas
de
publicidade,
melhoria
da
Capítulo 3 Materiais e Métodos
60
Diante desses conceitos, pode-se dizer, então, que os custos fixos são aqueles
incorridos ou desembolsados independentemente da decisão de se aumentar ou
diminuir o volume de produção ou do nível de atividade.
Custos Variáveis
Os custos variáveis são conceituados como aqueles identificáveis com o
produto e, portanto, alocáveis a este (WOILER et. a., 1996) e sua alteração é
diretamente proporcional à alteração no volume da atividade (MAHER, 2001).
De acordo com Maher (2001), alguns custos não industriais também podem se
apresentar como variáveis, tais como aqueles ligados à distribuição e vendas. Da
mesma forma que custos tradicionalmente considerados variáveis, como a mão-deobra, podem ser mais bem caracterizados como um custo fixo quando uma
quantidade fixa dessa mão-de-obra é necessária exclusivamente para a operação
das máquinas.
Com base nesses conceitos, percebe-se a relevância da classificação dos
custos em diretos e indiretos, para o gerenciamento dos custos, uma vez que
permite ao administrador identificar com maior precisão onde e quando ocorreram
variações e que medidas podem ser tomadas para a melhoria e aperfeiçoamento do
planejamento de produção.
Custos diretos
Os custos considerados diretos são aqueles atribuíveis diretamente no cálculo
dos produtos, como os materiais e a mão-de-obra usados diretamente na fabricação
do produto, além de terem a peculiaridade de ser objetivamente mensuráveis
(IBRACON, 1992), podem ser identificados como pertencentes a um determinado
produto sem que seja preciso fazer rateios, uma vez que não deixam dúvidas quanto
a que produto pertence (IBRACON, 1995).
Há que se estabelecer, no entanto, como custo direto, aquele perfeitamente
identificável e isento de dúvidas quanto a que produto ou objeto pertence,
objetivamente mensurável e que não seja necessária a aplicação de nenhuma
medida ou parâmetro para sua identificação.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 3 Materiais e Métodos
61
Custos indiretos
Passarelli et. al. (2004) lembram que muitos custos poderiam ser atribuídos aos
produtos ou atividades não fossem sua irrelevância ou a dificuldade de medição ou
apontamento ou, ainda, não fosse o gasto para efetuar seu controle, daí considerá-lo
como indireto usando, para tanto, critérios de rateio aos produtos ou atividades.
Estes custos são debitados indiretamente aos produtos ou atividades através
de taxas de rateio ou critérios de alocação, porque considerá-lo como custo direto
pode ser dispendioso, aplicando-se, assim, o preceito contábil da relevância
(LEONE, 2000).
Sendo assim, entende-se que os custos considerados indiretos são aqueles
incorridos no processo produtivo, mas que necessitam de algum critério para serem
atribuídos aos produtos por não mostrarem de forma objetiva e segura a que produto
ou atividade pertencem.
Custos operacionais
Para complementar a teoria dos custos e suportar a composição das receitas e
custos totais dos processos de carbonização nos sistemas industrial e artesanal,
com vistas à comparação das análises de viabilidade econômica destes sistemas,
fizeram-se necessária a apresentação teórica desses componentes.
Classificam-se como custos operacionais ou custos de produção o resultado da
somatória dos esforços dispendidos na produção de um bem e são compostos pelos
seguintes custos (BUARQUE, 1984):
a) custos de fabricação: materiais diretos, materiais indiretos, mão-de-obra,
serviços (água, energia, entre outros), manutenção, depreciação, seguros e outros
gastos (aluguel, serviços técnicos, entre outros);
b) gastos de administração: salários da administração, gastos de escritório e
depreciação;
c) gastos de vendas: salários e comissões de vendedores, distribuição,
propaganda, imposto sobre vendas e outros gastos de vendas;
d) gastos financeiros: juros de contratação de empréstimos, créditos ou outros
gastos bancários, e
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
62
Capítulo 3 Materiais e Métodos
e) gastos com imprevistos: provisões para ocorrências fortuitas.
Na composição dos custos operacionais optou-se por usar parâmetros
praticados no Estado de Minas Gerais, tendo em vista a grande concentração da
produção de carvão vegetal naquele Estado e considerou-se:
a) custo da lenha de eucalipto adquirida de terceiros a preço de mercado
praticado numa região da zona da mata de Minas Gerais, posto UPC’s;
b) custo da mão-de-obra: capacitada com piso salarial praticado no Estado de
Minas
Gerais,
incluindo
encargos
sociais,
refeitório,
convênio
médico
e
equipamentos de proteção individual;
c) custo da energia elétrica: a UPC do sistema artesanal não utiliza energia
elétrica. Para a UPC do processo proposto teórico considerou-se o custo da energia
consumida pela UPC no Paraná;
d) custo de manutenção: na UPC sistema artesanal o custo médio mensal
estimado (Colombo et. al., 2006) para reposição de utensílios e reforma de fornos
(tijolos, mão-de-obra, entre outros). Na UPC em cilindros metálicos verticais do
Paraná, o custo médio mensal histórico para reposição de utensílios (pás, garfos,
vassouras, entre outros), gastos com reparos e outros materiais de consumo,
e) impostos: PIS e COFINS, numa alíquota de 9,25% sobre a nota fiscal para
os dois sistemas.
Receitas
As receitas de um projeto são os fluxos de recursos financeiros, monetários,
que o mesmo recebe em cada ano de sua vida útil, direta ou indiretamente, em
função das suas operações (BUARQUE, 1984).
Para analisar a viabilidade econômica de um projeto há a necessidade da
previsão das receitas correspondentes, associando-as a instantes futuros, no tempo
(MOTTA, 2002).
Para composição das receitas, considerou-se como preço de venda o praticado
pelo mercado da região de Belo Horizonte - MG para o carvão de eucalipto (AMS,
2007).
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 3 Materiais e Métodos
63
A produção de carvão vegetal pelo processo de carbonização em fornos de
alvenaria tipo “rabo quente” foi proporcionalmente adaptada de dados coletados
numa carvoaria típica, localizada no Paraná (COLOMBO et. al., 2006), tornando-se
equivalente, em volume, ao processo de carbonização em cilindros metálicos
verticais de uma UPC de 3.500 a 4.000 MDC/mês, conforme consta no Quadro 7.
HIPÓTESES DE BASE
CAPACIDADE 3.500 a 4.000 MDC/MÊS
PROCESSO
PROCESSO
TIPO DE UPC
ARTESANAL PROPOSTO TEÓRICO
Capacidade Produtiva MDC/mês
4.000
3.994
Vida útil considerada em anos
2,0
10,0
Investimento Inicial
Montante em R$
178.500,00
3.000.000,00
Dados Técnico-Operacionais
Número de fornos por bateria
12
n.a.
Quantidade baterias no sistema
9,7
n.a.
Quantidade de fornos no sistema
117
8
Quantidade de cilindros por forno
n.a.
3
Capacidade de cada forno em st de eucalipto
16,00
n.a.
Capacidade de cada cilindro em st de eucalipto
n.a.
10,4
Tempo de carbonização em horas
168
10,0
Produção diária (número de carbonizações por forno)
0,14
2,4
Razão de conversão (st de eucalipto/MDC)
2,0
1,5
Dias produtivos no mês
30
30
Número de empregados
88
18
Regime de produção em horas/dia
24
24
Horas trabalhadas/funcionário/mês
180
180
Custos Operacionais
Impostos s/Vendas (PIS, COFINS)
9,25%
9,25%
Mão-de-obra em R$/hora
5,56
5,56
Preço da lenha R$/st de eucalipto no pátio
40,00
40,00
Custo médio mensal histórico da energia elétrica em R$
0,00
22.000,00
Custo médio mensal estimado de manutenção por bateria
600,00
n.a.
Custo médio mensal estimado de manutenção
5.830,00
6.250,00
Depreciação (10% a.a. sobre investimento inicial)
0,00
300.000
Preço de Venda
R$/MDC
115,00
115,00
Quadro 7 - Premissas-base para Análise Econômica Comparativa dos Processos Artesanal e
Processo Proposto Teórico
A produção de carvão vegetal pelo processo de carbonização em cilindros
metálicos verticais, processo pesquisado, a partir da coleta de dados de 250
carbonizações numa UPC de 3.500 a 4.000 MDC/mês no Estado do Paraná, no
período de 05/08 a 03/09, foi comparada inicialmente ao processo proposto teórico,
conforme consta no Quadro 8.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 3 Materiais e Métodos
64
HIPÓTESES DE BASE
CAPACIDADE 3.500 a 4.000 MDC/MÊS
PROCESSO
PROCESSO
TIPO DE UPC
PROPOSTO TEÓRICO PESQUISADO
Capacidade Produtiva MDC/mês
3.994
1.622
Vida útil considerada em anos
10,0
10,0
Investimento Inicial
Montante em R$
3.000.000,00
3.000.000,00
Dados Técnico-Operacionais
Quantidade de fornos no sistema
8
8
Quantidade de cilindros por forno
3
2,5
Capacidade de cada cilindro em st de eucalipto
10,4
10,40
Tempo de carbonização em horas
10,0
16,0
Produção diária (número de carbonizações/forno)
2,4
1,04
Razão de conversão (st de eucalipto/MDC)
1,5
1,6
Dias produtivos no mês
30
30
Número de empregados
18
18
Regime de produção em horas/dia
24
24
Horas trabalhadas/funcionário/mês
180
180
Custos Operacionais
Impostos s/Vendas (PIS, COFINS)
9,25%
9,25%
Mão-de-obra em R$/hora
5,56
5,56
Preço da lenha R$/st de eucalipto no pátio
40,00
40,00
Custo médio mensal da energia elétrica em R$
(informado)
22.000,00
22.000,00
Custo médio mensal estimado manutenção
(2,5%a.a. s/investimento)
6.250
6.250
Depreciação (10% a.a. s/investimento inicial)
300.000
300.000
Preço de Venda
R$/MDC
115,00
115,00
Quadro 8 - Premissas-base para Análise Econômica Comparativa Teórica x Pesquisada
A viabilidade econômica do sistema foi atestada através do emprego de
conceitos e ferramentas da Engenharia Econômica, amplamente utilizados e
consagrados.
Indicadores econômico-financeiros
Os indicadores econômico-financeiros utilizados foram: lucratividade (L),
rentabilidade (R), prazo de retorno simples do investimento (PRI), valor presente
líquido (VPL) e taxa interna de retorno (TIR).
Lucratividade
A lucratividade (L) é um indicador que demonstra a eficiência operacional de
um negócio que é a razão entre lucro líquido (LL) e a receita total (RT). É expressa
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
65
Capítulo 3 Materiais e Métodos
como um valor percentual que indica a proporção de ganhos de um negócio (ROSS
et. al., 1995) e pode ser representada pela Equação 1:
L
=
LL
RT
X 100
(1)
Rentabilidade
A rentabilidade (R) é um indicador que mostra a velocidade de retorno do
capital investido no negócio que é a razão entre LL e investimento (IT). É obtida sob
forma de um valor percentual por unidade de tempo e indica a taxa de retorno do
capital investido (ROSS et. al., 1995), representada na Equação 2.
LL
IT
=
R
X
100
(2)
Prazo de recuperação do investimento ou Payback
Utilizado como referência para julgar a atratividade relativa das opções de
investimento (I), implica que, quanto mais longo o prazo de repagamento do valor
investido/emprestado menos interessante ele se torna para o investidor/financiador
(MOTTA). O payback (PB) pode ser calculado levando-se em consideração o I e a
receita anual (RA), conforme mostra a Equação 3.
PB
=
I
RA
(3)
Valor presente líquido (VPL)
O Valor Presente Líquido Descontado (VPL) é a soma algébrica de todos os
fluxos de caixa descontados para o instante presente (t = 0), a uma dada taxa de
juros i (MOTTA, 2002) e representa o lucro do empreendimento. O projeto será
considerado viável se o VPL for maior ou igual a zero, conforme Equação 4.
VPL(i) = Ʃ
n FCj/ (1 + i)j (4)
j = 0 Sendo,
i taxa de desconto;
J Período genérico (j = 0 a j = n), percorrendo todo o fluxo de caixa;
FCj Fluxo genérico para t = [0... n] que pode ser positivo (receita) ou negativo
(custos)
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 3 Materiais e Métodos
66
Taxa interna de retorno (TIR)
A TIR é o valor da taxa de desconto que anula o Valor Presente Líquido obtido
pela soma algébrica de todos os fluxos de caixa (MOTTA, 2002). O projeto será
considerado economicamente viável se a TIR for maior que uma taxa de desconto
correspondente à taxa de remuneração do capital, denominada taxa mínima de
atratividade (TMA). Conceitualmente a TIR pode ser expressa de acordo com a
Equação 5.
n
Σ FCj . {1 / (1 + i )}j (5)
J=0
Sendo,
i
taxa de retorno ou TIR;
FCj é um fluxo de caixa qualquer, genérico, para j = [0; ].
Para tanto, analisou-se a produção de um mês no processo de carbonização
em cilindros metálicos verticais, num total de 250 carbonizações. Os resultados da
análise econômica dos dois processos estão apresentados no item 4.4.
3.2.3 Metodologia para Análise do Aspecto Ambiental
O que justifica a produção e consumo de cerca de 10 milhões de
toneladas/ano de carvão vegetal no Brasil é o seu uso como termo-redutor em mais
de 1/3 da produção de ferro-gusa e como redutor em 100% da produção de ferroligas e do silício metálico (ABIFA, 2007; BRASIL, 2007; SBS, 2007).
Segundo Pinheiro et. al (2006) a alta qualidade do ferro-gusa e aço produzidos
a partir de carvão vegetal se deve basicamente ao seu baixo teor de impurezas. Os
2/3 restantes de ferro-gusa são produzidos a partir do coque (carvão mineral), que
por apresentar altos teores de enxofre potencializam o fenômeno da chuva ácida,
um dos grandes problemas ambientais.
Para suprir a necessidade de matéria-prima para esta produção foram
utilizadas em 2006, no Brasil, 49% de lenha originária de florestas nativas e 51% da
silvicultura (BRASIL, 2007), cabendo ao sistema artesanal a responsabilidade por
aproximadamente 70% desta produção.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
67
Capítulo 3 Materiais e Métodos
Para a avaliação do sistema proposto teórico em comparação ao sistema
artesanal, quanto ao segundo pilar da sustentabilidade, ser ecologicamente correto,
buscou-se na teoria dados estatísticos para cálculo do balanço de massa, do
balanço energético e das quantidades geradas dos diferentes produtos oriundos do
processo de carvoejamento, conforme mostrado nos quadros 9, 10 e 11:
Balanço de massa
Para efeito de cálculos do balanço de massa utilizou-se dados constantes do
Quadro 9.
Descrição
(1) Produção carvão vegetal (Brasil)
(2) Massa de lenha/st eucalipto
(3) Produtividade média de lenha de eucalipto
Unidade
9,5 – 10,5 mi t/ano
550 – 580 kg (30% umidade média)
40 – 45 st/ha.ano (30% umidade média)
(4) ηgravimétrico sistema artesanal (base seca)
25% - 30% ou 3,64:1 na média
(5) ηgravimétrico sistema proposto teórico (base seca)
36% - 40% ou 2,63:1 na média
(6) ηvolumétrico sistema artesanal (base seca)
(7) ηvolumétrico sistema proposto teórico (base seca)
2 st:1 MDC
1,5 st:1 MDC
Quadro 9 - Dados Básicos de Consumo de Carvão e Produtividade da Lenha
FONTE: (1) BRASIL, 2007; (2) CETEC, 1982; (3) LATORRE e CUNHA, 2006; (4) CETEC, 1982; (5) PIMENTA,
2007; (6) PINHEIRO, 2006; (7) PIMENTA, 2007
Balanço energético
A seqüência mostrada no Quadro 10 abaixo identifica que a secagem é
responsável por 48,7% da energia total demandada no processo de carbonização.
Etapa
I (Secagem)
II (Torrefação)
III (Carbonização)
IV (Fixação)
TODAS
Demanda de
Energia p/1 t
madeira (BS)
257 Mcal
98 Mcal
138 Mcal
35 Mcal
528 Mcal
Temperatura
Média
Atingida (ºC)
100 – 110
250 – 270
340 – 350
350 – 360
350 – 360
Produto
da
Fase
Madeira seca
Tiço
Carvão
Carvão 75% CF
Carvão 75% CF
Energia Total
Demandada
(%)
48,7
18,6
26,1
6,6
100,0
Quadro 10 - Etapas de Carbonização x Demanda de Energia (madeira 30% de umidade)
FONTE: Adaptado de REZENDE (2006)
Complementando, os dois principais produtos oriundos da carbonização
(fumaça e carvão) e o poder calorífico destes foram identificados no Quadro 11.
Carga
Inicial
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Produto Gasoso
(Fumaça)
Produto Sólido
(Carvão)
68
Capítulo 3 Materiais e Métodos
Gás
Madeira
1.000 kg
(base seca)
Óleo
1.300 kg
(base úmida)
Água
Poder Calorífico
Monóxido de Carbono
+ Dióxido de Carbono
160 kg
Alcatrão e
Pirolenhoso
130 kg
Umidade
300 kg
Água de constituição
310 kg
1.295 kcal/kg
Carvão
400 kg
7.300 kcal/kg
Quadro 11 - Produtos da Carbonização x Poder Calorífico (madeira 30% umidade)
FONTE: Adaptado de Rezende 2006
Para aplicação dos dados informados nos quadros acima, analisou-se a
produção de um mês num total de 250 carbonizações pelo processo de
carbonização em cilindros metálicos verticais. Os resultados da análise do aspecto
ambiental dos dois processos estão apresentados no item 4.5.
3.2.4 Metodologia para Análise do Aspecto Social
Para analisar o aspecto social dos processos de carbonização, objeto deste
trabalho, optou-se por montar um cenário do setor carvoeiro no Brasil, no que se
refere às relações trabalhistas. Segundo a OIT – Organização Internacional do
Trabalho, em 2005 as vítimas do trabalho forçado no mundo eram 12,3 milhões,
distribuídos conforme mostrado na Figura 25.
Estado
2,5 milhões
Trabalho
Forçado
12,3 milhões
Exploração
Sexual
1,4 milhões
Setor Privado
9,8 milhões
Exploração
Econômica
7,8 milhões
Vítimas de
Tráfico
2,4 milhões
Outros
0,6 milhões
Figura 25 - Principais Formas de Trabalho Forçado no Mundo
FONTE: OIT, 2005
No Brasil, trabalho forçado tem o mesmo significado de trabalho escravo,
aquele em que a pessoa é submetida a trabalho degradante, com privação da
liberdade através da servidão por dívida, presença de guardas armados no local de
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 3 Materiais e Métodos
69
trabalho, retenção de documentos pelo proprietário do empreendimento e
isolamento geográfico (OIT, 2005).
A situação degradante à qual os trabalhadores são submetidos vai além dos
alojamentos e cozinhas precários, da ausência de instalações sanitárias, da falta de
água potável para beber e da falta de socorro médico. Muitos acidentes deixam
seqüelas e até mutilações. Muitas vezes são obrigados a colocar seus filhos no
trabalho como forma de aumentar a produção e qualquer desobediência pode lhes
custar a própria vida (OIT, 2005).
“O trabalho escravo não é distorção, é ferramenta para obtenção de lucro...”,
segundo Leonardo Sakamoto, coordenador da ONG Repórter Brasil, durante
audiência pública para debater o Plano Nacional de Erradicação do Trabalho
Escravo na Reunião da Comissão dos Direitos Humanos e Legislação Participativa,
transmitido ao vivo pelo canal SENADO em 09.08.2007.
Muitos são os fatores atribuídos a esta prática, seja em que parte do mundo
for: a falta de instrução e de perspectivas de vida dos trabalhadores favorece o
trabalho dos aliciadores e a impunidade livra os exploradores. Estas práticas são
noticiadas pela mídia, principalmente impressa, diariamente, com um crescimento do
número de coberturas da ordem de 337% (2002 em relação a 2001), 593% (2003
em relação a 2002) permanecendo neste mesmo patamar nos anos posteriores
(OIT, 2005).
Dados organizados pela ONG Repórter Brasil mostram o cenário do trabalho
escravo no Brasil, identificando os ramos de atividades em que foram encontrados
trabalhadores em situação análoga à de escravo nas propriedades rurais (ONG,
2007), conforme Figura 26.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
70
Capítulo 3 Materiais e Métodos
Caf é; 1,6
Feijão; 1,5
Out ros; 1,6
Arroz; 2,1
Cana-de-açúcar; 1,0
Frut as; 2,1
Ext ração veget al
(madeira, lát ex,
palmit o, resina); 2,6
Suí nos ou
bubalinos; 0,5
M ilho; 3,1
Algodão; 4,7
Soja; 5,2
Produção de
carvão; 12,0
Bovinos; 62,0
Figura 26 – Ramos de atividades em que foram encontrados trabalhadores em situação análoga à de
escravo nas propriedades rurais em 2007 (%).
FONTE: ONG Repórter Brasil, 2005
Previsto na Portaria 540, de 15 de outubro de 2004, do Ministério do Trabalho e
Emprego – MTE, o cadastro de empregadores contém os nomes dos infratores
flagrados explorando mão-de-obra sob condições análogas à de escravos. A “lista
suja”, atualizada semestralmente e disponível para consulta no site da organização
não governamental Repórter Brasil, tem como função servir de alerta e de incentivo
às empresas compradoras e fornecedoras a não negociarem com os infratores
(ONG, 2007), como forma de coibir a prática do trabalho escravo.
Nesta “lista suja” constam os nomes de 193 empresas e pessoas físicas
brasileiras alvo de fiscalização e de onde foram libertados trabalhadores em situação
análoga à de escravo, na produção de carvão vegetal, conforme mostrado na
Figura 27.
Maranhão; 18
Mato Grosso;
9
Mato Grosso
do Sul; 35
Minas Gerais;
8
Bahia; 3
Pará; 218
Goiás; 48
Tocantins; 147
Figura 27 - Número de Trabalhadores na Produção de Carvão Vegetal Envolvidos nas
Empresas/Fazendas da “Lista Suja”, por Estado, em 2007
FONTE: MTE, 2007
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 3 Materiais e Métodos
71
O Pacto pela erradicação do trabalho escravo, outra ferramenta importante na
luta contra esta prática, articulada pelo Instituto Ethos, em conjunto com a OIT –
Organização Internacional do Trabalho e a ONG Repórter Brasil, firmado em 19 de
maio de 2005, tem como signatárias empresas dos mais variados segmentos.
O acordo prevê o envolvimento dos seus signatários na busca pela
regularização das relações de trabalho nas cadeias produtivas constantes da “lista
suja” do MTE, a partir do estabelecimento de metas descritas em dez itens.
Outro documento, especificamente criado para a cadeia produtiva em que a
produção do carvão vegetal está inserida, é a “carta-compromisso pelo fim do
trabalho escravo na produção do carvão vegetal e pela dignificação, formalização e
modernização do trabalho na cadeia produtiva do setor siderúrgico”, assinado pela
Associação das Siderúrgicas de Carajás – ASICA, em nome dos seus quatorze
associados produtores de ferro-gusa; pelo Sindicato da indústria do Ferro Gusa do
Estado do Maranhão – SIFEMA; Instituto Ethos; Instituto Observatório Social; CNM,
ICC, FIESP, OIT, TST, MPT, CONATRAE E MTE. (ICC, 2004).
Com base neste cenário, os resultados da comparação entre os dois processos
de carbonização foram descritos no item 4.6.
3.2.5 Metodologia para Análise do Aspecto Cultural
Baseado em Jacomino et. al., (2002), historicamente a indústria siderúrgica no
Brasil cresceu suportada pelo carvão vegetal. Nos idos do século XVIII, os primeiros
fornos de manufatura do ferro-gusa foram desenvolvidos para seu uso.
A industrialização acelerada durante o século XX introduziu o uso do carvão
mineral coqueificável para utilização nos altos fornos das indústrias do aço. No
entanto, por razões de custo e da qualidade do ferro-gusa fabricado a partir do
carvão vegetal, evidencia-se que acima de 30% do ferro-gusa brasileiro, 100% do
ferro-liga e 100% do silício metálico são manufaturados a partir de carvão vegetal.
De acordo com as estatísticas descritas no item 1.4, o Brasil é importante
fabricante de aço, ferro-ligas e fundidos de ferro no cenário mundial, ocupando
atualmente o segundo lugar na produção de ferro-ligas e a sétima posição na
produção de fundidos de ferro.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 3 Materiais e Métodos
72
A curva de crescimento das indústrias siderúrgicas aponta para um
crescimento em todas as áreas abordadas e culturalmente a produção de carvão
vegetal deve acompanhar esta tendência pelos motivos citados acima.
A metodologia consiste, portanto, na análise deste cenário. Os resultados da
análise do aspecto cultural estão apresentados no item 4.6.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
73
Capítulo 4 Resultados e Discussões
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1
Balanço Teórico de Massa
Do Quadro 9, item 3.2.3, estimou-se as quantidades de madeira necessárias
para cada processo, a partir do consumo médio anual de carvão vegetal e
considerando-se o uso da lenha de eucalipto para a produção do carvão.
Os resultados são mostrados na Tabela 1.
Produção
Média Anual
de Carvão
Vegetal
(Mt)
(1) 10
Relação
Gravimétrica
Madeira/Carvão
Processo
Artesanal
Relação
Gravimétrica
Madeira/Carvão
Processo
Proposto teórico
(4) 3,64
(5) 2,63
Consumo
Médio Anual
de Madeira
Processo
Artesanal
(Mt)
36,4
Consumo
Médio Anual
de Madeira
Processo
Proposto Teórico
(Mt)
26,3
Tabela 1 - Necessidade Anual de Madeira (base seca) para Produção de Carvão Vegetal
Nota: Referências numéricas entre parênteses dizem respeito ao Quadro 9, página 67.
Da Tabela 1, ao se considerar a madeira com 30% de umidade média,
depreende-se a Tabela 2.
Produção
Média Anual
de Carvão
Vegetal
(Mt)
(1) 10
Relação
Gravimétrica
Madeira/Carvão
Processo
Artesanal
Relação
Gravimétrica
Madeira/Carvão
Processo
Proposto teórico
4,73
3,42
Consumo
Médio Anual
de Madeira
Processo
Artesanal
(Mt)
47,3
Consumo
Médio Anual
de Madeira
Processo
Proposto teórico
(Mt)
34,2
Tabela 2 - Necessidade Anual de Madeira (base úmida) para Produção de Carvão Vegetal
Nota: Referência numérica entre parênteses diz respeito ao Quadro 9, página 67.
Ainda do Quadro 9(2) e (3), item 3.2.3, depreende-se a produtividade média de
florestas de silvicultura de eucalipto, evidenciada na tabela 3.
Massa Média de
Madeira/st de Eucalipto
(t)
(2) 0,565
Produtividade Média
da Madeira
(t/ha.ano – 30% de umidade)
22 – 26
Tabela 3 - Produtividade de Floresta de Silvicultura de Eucalipto
Nota: Referência numérica entre parênteses diz respeito ao Quadro 9, página 67.
Da relação entre as Tabelas 2 e 3, evidencia-se a necessidade de áreas
florestais de silvicultura de eucalipto, conforme Tabela 4.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
74
Capítulo 4 Resultados e Discussões
Produtividade Média da
Floresta Plantada
(t/ha.)
24
Área Necessária de
Floresta Plantada
(Processo Artesanal)
(ha.)
1.971.000
Área Necessária de
Floresta Plantada
(Processo Proposto Teórico)
(ha.)
1.425.000
Tabela 4 - Necessidade Anual de Florestas de Eucalipto para Produção de Carvão Vegetal
Os resultados evidenciam que o processo proposto teórico, a partir de lenha de
eucalipto, mostra uma economia potencial anual de cerca de 550.000 hectares de
florestas, interessante do ponto de vista ambiental.
Por um outro lado do balanço de massas, comparando teoricamente os dois
sistemas de carbonização, realizados com lenha de eucalipto, no que se refere à
emissão de fumos durante o processo a partir de dados derivados da Tabela 2
acima e Quadro 11, item 3.2.3, as diferenças estão evidenciadas na Tabela 5.
Sistema Artesanal
25 a 30% de Rendimento Gravimétrico
Consumo
Emissão
Tipo
Médio Anual
Anual
de
de Madeira
de Fumos
Fumos
(Mt)
(Mt)
47,3
32,7
Poluente
Sistema Pesquisado
36 a 40% de Rendimento Gravimétrico
Consumo
Emissão
Tipo
Médio Anual
Anual
de
de Madeira
de Fumos
Fumos
(Mt)
(Mt)
34,2
23,6
Limpo
Tabela 5 - Comparativo da Emissão de Fumos entre dois Sistemas de Carbonização
Os 9,1 milhões de toneladas de diferença na emissão anual de fumos,
tomando-se ainda em consideração que a queima da fumaça transforma a parte
mais poluente dos fumos em gases limpos, representam uma considerável melhoria
potencial do ponto de vista ambiental.
4.2
Balanço Energético Teórico
O Quadro 10, item 3.2.3, mostra que a secagem de uma madeira de eucalipto
com 30% de umidade é responsável por 48,7% da energia total demandada no
processo de carbonização.
O Quadro 11, item 3.2.3, mostra que se obtêm dois produtos principais
oriundos do processo de carbonização – fumaça e carvão – com poderes caloríficos
de 1.295 kcal/kg e 7.300 kcal/kg, respectivamente.
A partir das informações constantes dos quadros 10 e 11, item 3.2.3, evidenciase a energia contida na fumaça gerada na carbonização de 1.300 kg de madeira
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
75
Capítulo 4 Resultados e Discussões
(1.000 kg base seca), conforme mostrado na Tabela 6, sendo que PCF = poder
calorífico da fumaça.
PCF
(kcal/kg)
1.295
Fumaça
(kg)
900
Energia Contida na Fumaça
(Mcal)
1.165,5
Tabela 6 - Energia Contida na Fumaça para 1 t Madeira (base seca)
Para se aquecer até 100ºC e se evaporar 1 kg de água necessitam-se em
torno de 600 kcal. Adicionalmente, de acordo com o Quadro 10, a energia
necessária para evaporação da água de constituição de 1 t de madeira base seca é
de 257 Mcal. Dessa forma, a energia total envolvida no processo de evaporação da
água contida em 1.300 kg de madeira base úmida (30% de umidade) é de 437 Mcal,
conforme evidenciado na Tabela 7.
Energia para
evaporação de 1 kg
de água
(kcal)
600
Umidade
Contida em
1.300 kg de
madeira
(kg)
300
Energia para
evaporação
da Umidade
(Mcal)
180
Energia para
evaporação da
água de
constituição
(Mcal)
257
Energia para
evaporação
da água total
(Mcal)
437
Tabela 7 - Energia para Secagem de 1.300 kg de Madeira
A energia contida em 900 kg de fumaça, de acordo com a Tabela 6 se mostra
acima do necessário para evaporar totalmente a água contida na madeira, conforme
Tabela 7. Isto equivale dizer que o diferencial positivo do processo proposto teórico
em relação ao artesanal está no aproveitamento do poder energético da fumaça em
função de:
a) aumento do rendimento da carbonização, obtendo maior quantidade de
carvão em relação ao processo artesanal (suporte para a viabilidade econômica);
b) redução, por conseqüência, da quantidade do principal insumo do processo
(lenha) para obtenção do carvão (suporte para a viabilidade econômica);
c) redução do abate de florestas (suporte para a viabilidade ambiental);
d) redução e modificação da emissão dos gases, obtendo gases mais limpos e
em menor volume (suporte para a viabilidade ambiental);
e) alcançados (a) e (b) tornar possível a operação dentro dos padrões
trabalhistas exigidos por lei (suporte para a viabilidade social).
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
76
Capítulo 4 Resultados e Discussões
4.3
Comparativo dos Resultados quanto ao Aspecto Técnico
A análise técnica comparativa entre os dois processos de carbonização
objetivou
avaliar
tempo
de
carbonização,
consumo
de
matéria-prima
e
aproveitamento dos subprodutos.
A partir das premissas constantes dos Quadros 7 e 8, item 3.2.2, os resultados
se
referem
ao
encontrado
na
carvoaria
artesanal
do
Paraná,
adaptada
proporcionalmente à capacidade do processo proposto teórico, ambas conforme
Tabela 8.
RESULTADOS
CAPACIDADE 3.500 a 4.000 MDC/MÊS
PROCESSO
TIPO DE SISTEMA
ARTESANAL
Consumo de lenha em st de eucalipto/dia
266,67
Consumo de lenha em st de eucalipto/mês
8.000
Capacidade produtiva do sistema em MDC/dia
133,3
Capacidade produtiva do sistema em MDC/mês
4.000
Número de carbonizações no período
500
Tempo de carbonização total em horas
84.108
Tempo médio de carbonização em horas/forno
168
Rendimento volumétrico (médio)
2,0
Rendimento gravimétrico (médio)
25%-30%
PROCESSO PROPOSTO
TEÓRICO
199,68
5.990
133,1
3.993
576
5.760
10
1,5
36%-40%
Tabela 8 - Comparativo de Resultados de Consumo e Produção entre Processo Artesanal e
Processo Proposto Teórico
Aplicando os dados encontrados em 250 carbonizações ocorridas no período
de 05/08 a 03/09/2007, no processo de carbonização em cilindros metálicos
verticais, verificaram-se os resultados, conforme mostrado na Tabela 9.
RESULTADOS TÉCNICOS
CAPACIDADE 3.500 a 4.000 MDC/MÊS
PROCESSO
PROPOSTO TEÓRICO
TIPO DE SISTEMA
Consumo de lenha em st de eucalipto/dia
199,68
Consumo de lenha em st de eucalipto/mês
5.990,40
Capacidade produtiva do sistema em MDC/dia
133,12
Capacidade produtiva do sistema em MDC/mês
3.993,60
Número de carbonizações no período
576
Tempo de carbonização total em horas
5.760
Tempo médio de carbonização em horas/forno
10
Rendimento volumétrico (médio)
1,5
Rendimento gravimétrico (médio)
36% - 40%
PROCESSO
PESQUISADO
86,53
2.595,84
54,08
1.622,40
250
4.200
16,8
1,6
35,4%
Tabela 9 - Resultados Técnicos Comparativos entre o Processo Proposto Teórico e Processo
Pesquisado
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 4 Resultados e Discussões
77
No período pesquisado, a UPC operou a 40,6% da capacidade instalada.
Tempo médio de carbonização 68% acima do esperado, rendimento volumétrico
médio 6,7% menor e rendimento gravimétrico médio 6,8% menor do que a média
esperada.
Vale ressaltar que o secador de lenha não estava funcionando a regime e
durante a pesquisa a umidade da lenha se encontrava acima do proposto teórico.
4.4
Comparativo dos Resultados quanto ao Aspecto Econômico-Financeiro
Para efeito de análise comparativa entre os processos consideraram-se fluxos
de caixa. Não foram considerados:
a) depreciação no caso do processo artesanal: para efeito da operação os
custos colocados em manutenção são suficientes para manter a unidade
operacional, além dos dois anos considerados para a vida útil do forno.
b) custo de oportunidade: não se trata unicamente de escolher entre duas
alternativas viáveis de investimento, mas de uma segunda alternativa à que se vem
praticando e que atenda a outros desígnios, tais como, ser ecologicamente correto,
socialmente justo e culturalmente aceito. Por força do amadurecimento da sociedade
a alternativa tende a ser compulsória com o passar do tempo;
c) despesas de comercialização e administrativas: considerados apenas
impostos sobre vendas, visto que a apuração das outras despesas pressupõe
condição de levantamento exato destes gastos, não sendo possível em uma unidade
operacional funcionando em regime de try out. Além disto, estas mesmas despesas
incidiriam igualmente em quaisquer dos processos e, portanto, não teriam influência
significativa na avaliação comparativa;
d) capital de giro: da mesma forma que as despesas de comercialização, este
custo de difícil apuração durante a pesquisa em qualquer dos processos, incidiria
igualmente em quaisquer dos processos não tendo, portanto, influência significativa
na avaliação comparativa.
Dessa forma, as receitas em qualquer dos fluxos ficam superestimadas, mas
nada que possa prejudicar uma análise comparativa, dado que os eventuais
acréscimos nas receitas incidem igualmente em quaisquer dos processos.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 4 Resultados e Discussões
78
A análise dos dois processos de carbonização objetivou avaliar primeiramente
a viabilidade econômica comparada entre os dois processos, o artesanal e o
proposto teórico. A partir das premissas constantes do Quadro 7, item 3.2.2.
os resultados encontrados estão mostrados na Tabela 10.
RESULTADOS FINANCEIROS ANUAIS (R$ mil) - CAPACIDADE 3.500 a 4.000 MDC/MÊS
PROCESSO
PROCESSO PROPOSTO
TIPO DE UPC
ARTESANAL
TEÓRICO
Faturamento previsto
5.520
5.511
Custo Total de Produção c/ Impostos
5.477
4.240
Custo da lenha
3.840
2.875
Custo da mão-de-obra
1.057
216
Custo da energia elétrica
0
264
Custo estimado da manutenção
70
75
Custo da depreciação
300
Impostos s/Vendas ( PIS, COFINS)
511
510
Custo Unitário de Produção (R$/MDC)
114,11
88,48
Tabela 10 - Comparativo dos Resultados Financeiros Anuais dos Processos Artesanal e Proposto
Teórico
Buscou-se, além disto, comparativamente ao processo proposto teórico,
mostrar os resultados alcançados no processo pesquisado levado a efeito nas
instalações ainda em fase de try out. Aplicando os dados encontrados em 250
carbonizações ocorridas no período de 05/08/2007 a 03/09/2007, obtiveram-se os
resultados conforme mostrado na Tabela 11.
RESULTADOS FINANCEIROS ANUAIS (R$ mil) - CAPACIDADE 3.500 a 4.000 MDC/MÊS
PROCESSO
PROCESSO
TIPO DE UPC
PROPOSTO TEÓRICO
PESQUISADO
Faturamento previsto
5.511
2.239
Custo Total de Produção c/ Impostos
4.240
2.308
Custo da lenha
2.875
1.246
Custo da mão de obra
216
216
Custo da energia elétrica
264
264
Custo da manutenção
75
75
Custo da depreciação
300
300
Impostos s/Vendas (PIS, COFINS)
510
207
Custo Unitário de Produção ( R$/metro de carvão)
88,48
118,56
Tabela 11 - Comparativo de Resultados Financeiros Anuais dos Processos Proposto Teórico e
Pesquisado
Desta forma, a partir dos dados constantes da Tabela 10 elaborou-se o fluxo de
caixa simplificado comparativo dos processos artesanal e proposto teórico,
apresentados na Tabela 12.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
79
Capítulo 4 Resultados e Discussões
FLUXO DE CAIXA SIMPLIFICADO – PROCESSO ARTESANAL (R$ MIL)
ITENS/ANO
0
1
2
3
4
5
6
7
8
INVESTIMENTO INICIAL
-178,5
A) CAIXA/BANCOS
B) ENTRADAS
Receita de Vendas
5.520 5.520
5.520 5.520 5.520
5.520 5.520 5.520
TOTAL DE ENTRADAS (B)
5.520 5.520
5.520 5.520 5.520
5.520 5.520 5.520
C) DISPONÍVEL (A+B)
5.520 5.520
5.520 5.520 5.520
5.520 5.520 5.520
D) SAÍDAS
Lenha
3.840 3.840
3.840 3.840 3.840
3.840 3.840 3.840
Mão-de-obra
1.057 1.057
1.057 1.057 1.057
1.057 1.057 1.057
Energia Elétrica
0
0
0
0
0
0
0
0
Manutenção
70
70
70
70
70
70
70
70
Impostos s/Vendas
511
511
511
511
511
511
511
511
TOTAL DE SAÍDAS (D)
5.477 5.477
5.477 5.477 5.477
5.477 5.477 5.477
E) SALDO FINAL (C – D)
-178,5
43
43
43
43
43
43
43
43
VPL (Vr. Presente Liq.)
-178,5
38
34
30
27
24
22
19
17
F) SALDO FINAL ACUM.
-178,5
-136
-93
-51
-8
34
77
119
162
G) SALDO ACUM. DESC.
-178,5
-141 -107
-76
-49
-25
-4
16
33
TMA (Tx Min de Atratividade) 12%
FLUXO DE CAIXA SIMPLIFICADO - PROCESSO PROPOSTO TEÓRICO (R$ MIL)
ITENS/ANO
0
1
2
3
4
5
6
7
8
INVESTIMENTO INICIAL
-3.000
A) CAIXA/BANCOS
B) ENTRADAS
Receita de Vendas
5.511 5.511
5.511 5.511 5.511
5.511 5.511 5.511
TOTAL DE ENTRADAS (B)
5.511 5.511
5.511 5.511 5.511
5.511 5.511 5.511
C) DISPONÍVEL (A+B)
5.511 5.511
5.511 5.511 5.511
5.511 5.511 5.511
D) SAÍDAS
Lenha
2.875 2.875
2.875 2.875 2.875
2.875 2.875 2.875
Mão-de-obra
216
216
216
216
216
216
216
216
Energia Elétrica
264
264
264
264
264
264
264
264
Manutenção
75
75
75
75
75
75
75
75
Depreciação
300
300
300
300
300
300
300
300
Impostos s/Vendas
510
510
510
510
510
510
510
510
TOTAL DE SAÍDAS (D)
4.240 4.240
4.240 4.240 4.240
4.240 4.240 4.240
E) SALDO FINAL (C – D)
-3.000
1.271 1.271
1.271 1.271 1.271
1.271 1.271 1.271
VPL (Vr. Presente Liq.)
-3.000
1.135 1.013
905
808
721
644
575
513
F) SALDO FINAL ACUM.
-3.000 -1.729 -458
812 2.083 3.354
4.625 5.895 7.167
G) SALDO ACUM. DESC.
-3.000 -1.865 -852
52
860 1.581
2.225 2.800 3.313
TMA (Tx Min de Atratividade) 12%
9
10
5.520
5.520
5.520
5.520
5.520
5.520
3.840
1.057
0
70
511
5.477
43
15
204
48
3.840
1.057
0
70
511
5.477
43
14
247
62
9
10
5.511
5.511
5.511
5.511
5.511
5.511
0
2.875
216
264
75
300
510
4.240
1.271
409
9.708
4.180
2.875
216
264
75
300
510
4.240
1.271
458
8.437
3.771
Tabela 12 - Fluxos de Caixa Simplificados dos Processos Artesanal e Proposto Teórico
Aplicando os dados encontrados em 250 carbonizações ocorridas no período
de 05/08 a 03/09/2007, no processo de carbonização em cilindros metálicos
verticais, elaborou-se o fluxo de caixa simplificado comparativo dos processos
proposto teórico e pesquisado, conforme mostrado na Tabela 13.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
80
Capítulo 4 Resultados e Discussões
FLUXO DE CAIXA SIMPLIFICADO - PROCESSO PROPOSTO TEÓRICO (R$ MIL)
ITENS/ANO
0
1
2
3
4
5
6
7
8
INVESTIMENTO INICIAL
-3.000
A) CAIXA/BANCOS
B) ENTRADAS
Receita de Vendas
5.511 5.511
5.511 5.511 5.511
5.511 5.511 5.511
TOTAL DE ENTRADAS (B)
5.511 5.511
5.511 5.511 5.511
5.511
5511 5.511
C) DISPONÍVEL (A+B)
5.511 5.511
5.511 5.511 5.511
5.511 5.511 5.511
D) SAÍDAS
Lenha
2.875 2.875
2.875 2.875 2.875
2.875 2.875 2.875
Mão-de-obra
216
216
216
216
216
216
216
216
Energia Elétrica
264
264
264
264
264
264
264
264
Manutenção
75
75
75
75
75
75
75
75
Depreciação
300
300
300
300
300
300
300
300
Impostos s/Vendas
510
510
510
510
510
510
510
510
TOTAL DE SAÍDAS (D)
4.240 4.240
4.240 4.240 4.240
4.240 4.240 4.240
E) SALDO FINAL (C - D)
-3.000
1.271 1.271
1.271 1.271 1.271
1.271 1.271 1.271
VPL (Vr. Presente Liq.)
-3.000
1.135 1.013
905
808
721
644
575
513
F) SALDO FINAL ACUM.
-3.000 -1.729 -458
812 2.083 3.354
4.625 5.895 7.167
G) SALDO DESC. ACUM.
-3.000 -1.865 -852
52
860 1.581
2.225 2.800 3.313
TMA (Tx Min de Atratividade) 12%
FLUXO DE CAIXA SIMPLIFICADO – PROCESSO PESQUISADO (R$ MIL)
ITENS/ANO
0
1
2
3
4
5
6
7
8
INVESTIMENTO INICIAL
-3.000
A) CAIXA/BANCOS
0
B) ENTRADAS
Receita de Vendas
2.239 2.239
2.239 2.239 2.239
2.239 2.239 2.239
TOTAL DE ENTRADAS (B)
2.239 2.239
2.239 2.239 2.239
2.239 2.239 2.239
C) DISPONÍVEL (A+B)
2.239 2.239
2.239 2.239 2.239
2.239 2.239 2.239
D) SAÍDAS
Lenha
1.246 1.246
1.246 1.246 1.246
1.246 1.246 1.246
Mão-de-obra
216
216
216
216
216
216
216
216
Energia Elétrica
264
264
264
264
264
264
264
264
Manutenção
75
75
75
75
75
75
75
75
Depreciação
300
300
300
300
300
300
300
300
Impostos s/Vendas
207
207
207
207
207
207
207
207
TOTAL DE SAÍDAS (D)
2.308 2.308
2.308 2.308 2.308
2.308 2.308 2.308
E) SALDO FINAL (C - D)
-3.000
-69
-69
-69
-69
-69
-69
-69
-69
VPL (Vr. Presente Liq.)
-3.000
-62
-55
-49
-44
-39
-35
-31
-28
F) SALDO FINAL ACUM.
-3.000
-3.416 -3.486 -3.555
-3.069 -3.139
-3.208 -3.277 -3.347
G) SALDO DESC. ACUM.
-3.000
-3.285 -3.317 -3.345
-3.62 -3.117
-3.167 -3.211 -3.250
TMA (Tx Min de Atratividade) 12%
9
10
5.511
5.511
5.511
2.875
216
264
75
300
510
4.240
1.271
458
8.437
3.771
5.511
5.511
5.511
0
2.875
216
264
75
300
510
4.240
1.271
409
9.708
4.180
9
10
2.239
2.239
2.239
2.239
2.239
2.239
1.246
216
264
75
300
207
2.308
-69
-25
-3.624
-3.370
1.246
216
264
75
300
207
2.308
-69
-22
-3.694
-3.392
Tabela 13 - Fluxos de Caixa Simplificados dos Processos Proposto Teórico e Pesquisado
A partir dos dados constantes das Tabelas 12 e 13 calcularam-se os
indicadores econômico-financeiros dos processos artesanal, proposto teórico e
pesquisado, apresentados para comparação, na Tabela 14.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 4 Resultados e Discussões
81
INDICADORES ECONÔMICO-FINANCEIROS: COMPARATIVO ENTRE PROCESSOS
INDICADORES / TIPO DE SISTEMA
ARTESANAL PROPOSTO TEÓRICO PESQUISADO
Lucratividade Estimada (%)
0,8%
25,4%
-3,4%
Rentabilidade Simples (%)
23,8%
42,4%
-2,3%
Payback Simples (anos)
4,2
2,36
Inexistente
Payback Descontado (anos)
6,4
2,95
Inexistente
VPL (Valor Presente Líquido TMA 12%)
62
3.733
-3.028
Taxa Interna de Retorno (%)
20%
41%
Inexistente
Tabela 14 - Indicadores Econômico-financeiros: Comparativo entre Processos
4.5
Comparativo dos Resultados quanto ao Aspecto Ambiental
Considerando os dados constantes dos itens 4.1 - Balanço Teórico de Massa,
4.2 - Balanço Energético Teórico e Tabela 9 do item 4.3 - Comparativo dos
Resultados quanto ao Aspecto Técnico, destacam-se:
a) o ηvolumétrico do processo pesquisado atingiu 1,6, significando uma economia de
517.000 ha/ano de florestas plantadas de eucalipto quando comparado com o
processo artesanal. O ηvolumétrico de 1,5 previsto no processo proposto teórico
apontava para uma possibilidade de economia da ordem de 550.000 ha/ano.
b) o mesmo ηvolumétrico de 1,6 significa uma redução, quando comparado com o
processo artesanal, de cerca de 8.550.000 t/ano na emissão de fumos provenientes
da carbonização de madeira de eucalipto plantado. O ηvolumétrico de 1,5 previsto no
processo proposto teórico apontava para uma possibilidade de redução na emissão
de fumos da ordem de 9.100.000 t/ano.
c) a transformação dos fumos poluentes em gases limpos se verificou, uma vez
que o queimador de fumaça se encontrava em funcionamento durante o período
pesquisado.
d) a secagem da lenha não se verificou, pois o secador da lenha estava
operando em regime de try out durante o período pesquisado.
4.6
Comparativo dos Resultados quanto ao Aspecto Social
Considerando o cenário montado no item 3.2.4 – Metodologia para Análise do
Aspecto Social e o cenário mostrado no Capítulo 3 – Materiais e Métodos, Sistema
Industrial de Produção de Carvão Vegetal, Processo de Carbonização em Cilindros
Metálicos Verticais, observa-se as diferenças quanto:
a) ao cumprimento às leis trabalhistas vigentes no Brasil;
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 4 Resultados e Discussões
82
b) à remuneração praticada e os benefícios assistenciais praticados pela
indústria;
c) às condições ambientais no local de trabalho,
d) à possibilidade de inclusão social da força de trabalho.
O ambiente, as condições de trabalho, moradia e alimentação às quais estão
submetidos os trabalhadores, na maior parte da produção do carvão vegetal pelo
processo de carbonização em fornos de alvenaria tipo “rabo quente”, foram
retratadas por crianças na faixa etária entre 7 e 9 anos, filhos desses trabalhadores,
num projeto denominado “Luz das Carvoarias”, desenvolvido pela organização não
governamental Girassolidário, com o apoio do Fundo de Investimentos Culturais de
Mato Grosso do Sul e da Vivo S/A e faz parte do programa Direito de Crescer,
também coordenado pela ONG.
A comparação quanto ao aspecto social, entre os processos de carbonização
nos sistemas artesanal, (fotos das crianças Ana Paula de Oliveira, Bruno de Castro
e Elizeu de Oliveira Silva no lado esquerdo da figura) e industrial (lado direito da
figura) comprovam a diferença de perfil nestes dois sistemas, conforme mostrada na
seqüência de fotos da Figura 28.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
83
Capítulo 4 Resultados e Discussões
PROCESSO ARTESANAL
PROCESSO PROPOSTO/PESQUISADO
Figura 28 - Comparativo de Resultados quanto ao Aspecto Social entre o Processo Artesanal e
Processo Proposto/Pesquisado
FONTE: Projeto “Luz das Carvoarias” (Processo Artesanal) e Disponibilizadas pela Unidade Industrial
Pesquisada (Processo Proposto/Pesquisado)
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 4 Resultados e Discussões
4.7
84
Comparativo dos Resultados quanto ao Aspecto Cultural
Considerando o cenário montado no item 3.2.4 – Metodologia para Análise do
Aspecto Social e o cenário mostrado no Capítulo 3 – Materiais e Métodos, Sistema
Industrial de Produção de Carvão Vegetal, Processo de Carbonização em Cilindros
Metálicos Verticais e o item 4.4 – Comparativo dos Resultados Econômicos,
destacam-se:
a) o suporte da viabilidade econômica do processo proposto teórico quando
comparado com o processo artesanal, mostra-se promissor e isto é importante
propulsor das mudanças culturais, principalmente em se tratando de sistemas
operacionais da economia basal,
b) As pressões que a sociedade em amadurecimento vem exercendo no
sentido de promover a inclusão social da parcela mais carente da população e a
procura de atividades mais limpas e ambientalmente corretas têm respaldo dentro
do processo industrial proposto.
4.8
Comentários Finais
Seguindo a narrativa de Almeida (2007) ...”numa estrada secundária em Goiás,
sob um belíssimo pôr-do-sol até onde podia a vista alcançar, em qualquer direção
não se via uma árvore sequer. Na contraluz vermelho e laranja do magnífico pôr-dosol, uma colheitadeira funcionava sem operador, controlada remotamente via
satélite. Na beira da estrada, uma meninazinha de seus cinco anos, miseravelmente
vestida, coberta de trapos, observava a máquina maravilhosa”.
Esta imagem sintetiza a concentração excessiva de poder, a transformação
inclemente dos ecossistemas numa escala ímpar, sem nenhuma similaridade com o
que ocorreu pregressamente na história da humanidade, muito embora derive desta
mesma história.
Estes fatos retratados na visão, combinados com a miséria e total falta de
oportunidade da base da pirâmide social levam a pensar que a mudança da situação
transcende a responsabilidade dos governos. É uma responsabilidade da sociedade
como um todo, de cada agrupamento dentro do modelo social e, portanto, de cada
indivíduo.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 4 Resultados e Discussões
85
Sendo assim, por outro lado, a história tem mostrado que em todas as
atividades humanas, em qualquer época, ninguém faz o que é exatamente
necessário, mas tão somente o que se sabe perante cada situação que se
apresenta, seja, como indivíduo, pequenos grupos ou a própria sociedade como um
todo.
Portanto, a cada um deles, toca aprender rapidamente sobre estas novas e
prementes necessidades, retratadas através da imagem, enquanto ainda há tempo!
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 5 Conclusões e Recomendações
86
5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
5.1
Conclusões
a) quanto aos aspectos técnicos, a alternativa – Processo Proposto Teórico –
está tecnologicamente bem embasada, aborda aspectos fundamentais da
possibilidade de construir unidades adequadas operacionalmente que possam
atingir as metas propostas de se obter um processo suficientemente eficaz e capaz
de atender os desígnios de operar de forma limpa, dentro dos padrões da legislação
trabalhista e de contribuir para a inclusão social da força de trabalho e suas famílias.
A UPC foi bem construída e está operando em regime de try out, para efeito de
correção de detalhes de projeto e treinamento da força de trabalho da unidade, uma
vez que a esta cabe o papel de showroom para empresas interessadas no processo;
b) quanto aos aspectos econômicos, o Processo Proposto Teórico mostrou,
através da análise dos indicadores adotados, a viabilidade econômica buscada. O
sucesso prático buscado nas operações de try out, até se atingir os parâmetros
técnicos de produtividade, rendimentos volumétrico e gravimétrico, almejados por
ocasião do desenvolvimento do modelo teórico, são de fundamental importância
para consecução do proposto quando do início do projeto por parte da empresa.
Segundo parecer dos responsáveis pelo projeto, três aspectos básicos devem ser
cumpridos na seqüência dos testes, a saber:
1) a UPC deve funcionar a regime para que os sistemas de queima da fumaça
e de secagem da lenha tenham a oportunidade de cumprir suas tarefas a contento
depois de atingir o equilíbrio térmico;
2) a lenha, por via de conseqüência, deverá atingir a umidade prevista no
projeto teórico e, portanto, contribuir positivamente para o alcance dos parâmetros
técnicos previstos;
3) que não ocorram interrupções da operação para que não comprometa a
eficiência da produtividade devido à variação no gradiente de temperatura do
processo.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
Capítulo 5 Conclusões e Recomendações
87
Alguns desvios presenciados durante a pesquisa, foram por questões de
habilidades operacionais devido à pouca familiaridade dos operadores com a própria
operação e aqueles ligados a pequenos problemas técnicos, considerados normais
durante o try out, que contribuíram para a baixa produtividade encontrada.
Concluídas estas correções o Processo Pesquisado deverá alcançar a
produtividade em MDC/dia e em rendimentos gravimétrico e volumétrico,
necessários e suficientes para atingir a viabilidade econômica;
c) quanto aos aspectos ambientais, as possibilidades de se alcançar as
melhorias propostas por ocasião da construção do modelo Processo Proposto
Teórico de diminuir a necessidade de madeira e, portanto, diminuir a necessidade de
abate de florestas, assim como a possibilidade de se usar somente florestas
plantadas, diminuindo ao mesmo tempo a emissão de fumos e mudando a natureza
deles de poluentes para limpos, foi conseguida durante a operação try out da UPC.
A melhoria esperada para quando o secador da lenha estiver operacional na sua
plenitude e puder, assim como o restante da unidade, operar a regime, deve
alcançar ou mesmo suplantar as expectativas do modelo teórico, segundo parecer
dos técnicos da UPC;
d) quanto aos aspectos sociais, a força de trabalho na UPC pesquisada estava,
por ocasião da pesquisa, remunerada de acordo com a legislação trabalhista
vigente; usava equipamentos de proteção individual adequados às tarefas
executadas; contava com restaurante asseado e refeições supervisionadas por
nutricionista e dispunha de plano de assistência médica;
e) quanto aos aspectos culturais, a proposição de se construir e implantar uma
alternativa que contribua para a auto-sustentabilidade do processo de produção de
carvão vegetal está intimamente ligada à tradição da indústria siderúrgica brasileira,
portanto, a iniciativa tem todo o suporte cultural necessário e suficiente.
Cabe considerar, a par das conclusões, que:
a) a atual conjuntura nacional de crescimento e necessidade de se aumentar a
taxa deste, a melhoria da distribuição da renda, a adoção de tecnologias mais limpas
e a promoção da inclusão social, apontam a premência de iniciativas como esta. Ao
mesmo tempo, apontam para a necessidade absoluta de apoiá-las através de
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
88
Capítulo 5 Conclusões e Recomendações
políticas eficazes com a aplicação de medidas de repressão ao abate indiscriminado
de
florestas,
que
dão
ensejo
a
atividades
escusas
de
carvoejamento,
correspondentes a cerca de 50% da produção brasileira, não contribuindo com os
impostos devidos e nem remunerando adequadamente a força de trabalho;
b) embora não sendo parte do escopo do trabalho a análise financeira ou o
equacionamento das fontes de recursos, este é outro campo onde uma política séria
de suporte às iniciativas privadas ligadas à auto-sustentabilidade deveria ser
erguida, no intuito de garantir, para a futura sociedade brasileira, a preservação das
riquezas de base.
5.2
Sugestões para Trabalhos Futuros
Levantamento da necessidade do capital de giro para produção em escala;
Avaliação do ciclo de vida do processo;
Análise financeira ou equacionamento das fontes de recursos.
PPGEP – Gestão da Produção e Manutenção 2007
89
Referências
REFERÊNCIAS
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Glossário
GLOSSÁRIO
Meda
Pilha de troncos e galhos a que se põe fogo para obter carvão
vegetal.
Caieira
Forno primitivo de fazer carvão situado geralmente no próprio local
de onde se corta, ou onde se encontra a madeira; carvoeira, caieira.
Carvoaria
Ambiente onde se localizam os fornos e se realizam as atividades de
carvoejamento, do recebimento da lenha até o despacho do carvão
vegetal.
Bateria
Conjunto de fornos da carvoaria
Estéreo
Tecnicamente, um estéreo é igual ao volume de uma pilha de
madeira de um metro cúbico e, portanto, compreende a madeira
propriamente dita e os espaços vazios entre as toras.
Metro de carvão Unidade de medida que equivale à quantidade de carvão que cabe
em um metro cúbico.
Rendimento
Relação entre o volume de lenha enfornada em estéreo e o volume
volumétrico
do carvão obtido em MDC.
Rendimento
Relação entre o peso de madeira enfornada e o peso do carvão
gravimétrico
obtido.
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