Madeira para Produção de Carvão e Biomassa (Formato PDF ... - Ipef

PLANO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO PARA O DECÊNIO 2010-2020
2010 2020
MADEIRA PARA PRODUÇÃO PRODU ÃO DE CARVÃO E BIOMASSA
(Aspectos silviculturais e industriais, integração integra ão floresta-ind
floresta indústria) stria)
Campinas - SP
21 e 22/05/2009
Coordenação:
Coordena ão: Engº Eng Ftal.Roosevelt Ftal.Roosevelt
Almado

CONTEÚDO
CONTE DO
1. Overview
2. Objetivos
3. Metodologia
4. Resultados
5. Discussão
6. Sugestão de linhas de ação a ão

CONSUMO DE MADEIRA PARA ENERGIA NO MUNDO
Editado por: J.O. Brito

MATRIZ DE OFERTA DE ENERGIA (%)
FONTE: Ministério Minist rio das das Minas Minas e Energia - MME

CONSUMO TRADICIONAL DE MADEIRA PARA ENERGIA
NO BRASIL
256 Mm 3
2005
Em 2007:
• Madeira para energia = US$ 2.0 bilhões de dólares
• Exportações de celulose e papel = US$ 2.3 bilhões
Editado por: J.O. Brito

SETOR FLORESTAL BRASILEIRO: OFERTA E DEMANDA
(1.000.000
m 3 )
225
175
125
75
25
-25
-75
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Oferta Demanda Balanço
Causa Principal
Descompasso entre investimentos
na área industrial e na base florestal
Conseqüências
Limitação ao crescimento do setor
Importação de madeira
Pressão sobre florestas nativas
Outros fatores:
Aumento da demanda dos setores
da agroindústria localizada no meio
rural, na secagem de grãos, chá ou
tabaco, na produção de tijolos e na
indústria cerâmica, em praticamente
todas as regiões do Brasil.

1. Overview
2. Objetivos
3. Metodologia
4. Resultados
5. Discussão
6. Sugestão de linhas de ação a ão

2. OBJETIVOS
• Colher subsídios para um PLANO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO para o
decênio 2010-2020 (PPD-IPEF 2020) a ser elaborado pelo Conselho
Técnico-Científico (CTC)
• Propor linhas de pesquisa alternativas ao uso de fontes energéticas
tradicionais não renováveis, por meio da biomassa de plantações florestais,
contribuindo para a ampliação da matriz energética nacional de forma
sustentável.

1. Overview
2. Objetivos
3. Metodologia
4. Resultados
5. Discussão
6. Sugestão de linhas de ação a ão

3. METODOLOGIA
• Elaboração de questionário específico;
• Envio do questionário a empresas congêneres do setor associadas ao IPEF e
outras;
• Compilação dos resultados;
• Análise dos resultados;
• Redação de conclusões preliminares para orientação do (PPD-IPEF 2020) a
ser elaborado pelo Conselho Técnico-Científico (CTC);
• Implementação de projetos prioritários

ABORDAGEM DO QUESTIONÁRIO
QUESTION RIO
GERAL:
• Visão estratégica
• Aplicação dos Investimentos
• Desenvolvimento Tecnológico
• Interação Técnica e Científica
• Contribuição da Pesquisa e Academia
ESPECÍFICA:
ESPEC FICA:
SILVICULTURA
AMBIÊNCIA
E
PROTEÇÃO
PROTE ÃO
FLORESTAL
MADEIRA PARA PRODUÇÃO
PRODU ÃO
DE CARVÃO E BIOMASSA
MELHORAMENTO
GENÉTICO GEN TICO
COLHEITA
FLORESTAL
PRODUÇÃO PRODU ÃO DE
CARVÃO
E BIOMASSA
FLORESTA
&
INDÚSTRIA
IND STRIA

1. Overview
2. Objetivos
3. Metodologia
4. Resultados
5. Discussão
6. Sugestão de linhas de ação a ão

Análise An lise de SWOT (Inova Inovação) ão)
FORÇAS (Strenghts)
Produtividade dos clones
Colheita mecanizada
Rápido crescimento tecnológico em um tempo
relativamente curto
Qualidade das florestas
Custos racionais e sob controle
Uso atualizado e regular de tecnologias
Persistência na busca de resultados
ANÁLISE AN LISE INTERNA
PONTOS A MELHORAR (Weaknesses)
Impacto da colheita mecanizada na
regeneração de cepas
Treinamento e capacitação
Investimento no humano
Fluxos de trabalho (automação e
instrumentação)
Gerenciamento da rotina
Processo de carbonização (termometria/gases)
Resistência e densidade da madeira
Inovação e criatividade
Aproximação Academia x Empresa
Comunicação (Programas e Intercâmbios)
Integração entre as empresas
Rendimento gravimétrico
Conhecimento/controle das propriedades da
matéria prima (Umid.; Diam.; Dens.;)

Análise An lise de SWOT
OPORTUNIDADES (Opportunities)
ANÁLISE AN LISE EXTERNA
Implementar experimentos com enfoques
específicos em conjunto (qualidade da madeira e
carvão)
Interação entre as universidades e institutos de
pesquisa
Tendência de mecanização
Melhoramento Genético
Transformação vol. x peso
Foco no cliente
Valorar e criar dependência (Flor – Ind.)
Novas tecnologias (Transgenia, rapidez na análise
de madeira e seleção de materiais)
Obtenção de clones de alta qualidade
Ampliar contato com instituições internacionais
Mercado de Carbono
AMEAÇAS AMEA AS (Threats)
Disponibilidade de recursos para a execução
dos projetos
Políticas governamentais adversas
Condições ambientais adversas
Reestruturações/extinções de serviços
Pressão pública (Comunidades, ONG’S e
movimentos sociais)
Queda de preço do coque e concorrentes da
madeira
Siderurgia a carvão mineral

4. RESULTADOS – Silvicultura
Manejo e condução de brotação
Balanço de carbono na floresta
Relações Genéticas
Relações Hídricas
Metodologia de manejo florestal para produção de carvão vegetal
com enfoque a melhoria de propriedades físico mecânicas da
madeira e do carvão
Espaçamento/arranjo de plantio
QUESITO
Desenvolvimento de estratégias de amostragem de madeira (mét.
destrutivo/não-destrutivo)
Monitoramento Nutricional de florestas em fase de manutenção
Mapeamento de solos / Unidades de Manejo Operacional
%
IMPORTÂNCIA
87
80
77
75
75
70
70
70
70

4. RESULTADOS – Silvicultura
QUESITO
Técnicas de produção de mudas (viveiro/casa de vegetação) –
enraizamento/rejuvenescimento de E. cloeziana
Ações de manejo
Estimativa de massa seca e de rendimento em IMA-CARVÃO
Aprofundamento em técnicas de preparo de solo, formação e
desenvolvimento de florestas de forma equilibrada e compatível
financeiramente a produção de biomassa
Técnicas de cultivo mínimo
Interações Edafo-climáticas
Interações ecológicas
Preparo de solo profundo
Monitoramento e combate a matocompetição
%
IMPORTÂNCIA
70
70
67
65
65
60
60
50
50

4. RESULTADOS – Ambiência e Proteção Prote ão Florestal
Recuperação de áreas degradadas
QUESITO
Desenvolvimento de indicadores sociais associados à avaliação da
sustentabilidade do manejo de florestas plantadas
Novas pragas do eucalipto
Acompanhamento técnico e sistemático da evolução da legislação
ambiental
Recomposição de matas ciliares e áreas afins
Avaliação do impacto social do manejo florestal nas comunidades
locais
Eficiência e Reutilização do uso da água nos processos de produção
florestal
Monitoramento de cupins de muda e de cerne
Manejo de áreas em processo de conversão florestal (antigos plantios –
nativa)
%
IMPORTÂNCIA
82
80
80
80
75
75
70
65
62

4. RESULTADOS – Ambiência e Proteção Prote ão Florestal
QUESITO
Desenvolvimento de indicadores ambientais associados a avaliação da
sustentabilidade do manejo de florestas plantadas
Relação eucalipto x pasto x nativa
Técnicas de monitoramento e controle de besouros desfolhadores
Manejo de subbosque
Implantação e manejo de corredores ecológicos em áreas reflorestadas
Manejo de fauna em áreas de colheita florestal
%
IMPORTÂNCIA
60
57
55
55
50
40

4. RESULTADOS – Melhoramento Genético Gen tico
QUESITO
Seleção/introdução/desenvolvimento de novos materiais
Programas de conservação de base genética
Transgenia
Produção e seleção de híbridos interespecíficos
Melhoramento genético de E. cloeziana com enfoque a melhoria da
qualidade do carvão vegetal
Avaliação de características da madeira (densidade, lignina,
extrativos, minerais)
Espécies alternativas para a produção de biomassa
Alocação de biomassa, arquitetura de copa e índice de área foliar
%
IMPORTÂNCIA
85
82
80
75
70
67
67
57

4. RESULTADOS – Colheita Florestal
Impactos colheita mecanizada
QUESITO
Desenvolvimento de sistemas e equipamentos
Segurança nas atividades florestais
Desenvolvimento de indicadores ambientais associados a avaliação da
colheita mecanizada de florestas plantadas
Manutenção e conservação de estradas florestais
Planejamento e gestão da colheita florestal
Ergonomia
%
IMPORTÂNCIA
87
87
85
75
75
72
62

4. RESULTADOS – Produção Produ ão de Carvão e Biomassa
QUESITO
Aprimoramento de fornos mecanizados: Processos de recirculação e
queima de gases, resfriamento e co-geração
Processos de resfriamento de fornos e co-geração
Processos de co-geração de energia
Qualidade final do carvão vegetal: Avaliação de rendimentos,
granulometria, características físicas, químicas e de resistência
(friabilidade) e geração de finos.
Controle de processos
Automação industrial
Mercado de créditos de carbono
Gerenciamento de resíduos na produção de carvão
Materiais construtivos
Espécies alternativas para a produção de biomassa
%
IMPORTÂNCIA
97
95
92
92
85
85
85
77
70
65

4. RESULTADOS – Floresta & Indústria Ind stria
PLANTAS DE CARBONIZAÇÃO / USINAS
QUESITO
Qualidade da matéria prima e do produto final (período chuvoso)
Controle de processos ( período chuvoso)
Gerenciamento de resíduos (Alcatrão)
Instabilidade dos parâmetros de qualidade (CF; cinzas; umidade;
finos)
Condições Ambientais/emissões atmosféricas
Heterogeneidade do carvão
Padrão de amostragem do carvão vegetal
Projetos civis / drenagem
%
IMPORTÂNCIA
92
90
85
78
75
75
70
65

1. Overview
2. Objetivos
3. Metodologia
4. Resultados
5. Discussão
6. Sugestão de linhas de ação a ão

5. DISCUSSÃO: MELHORAMENTO GENÉTICO GEN TICO
• Seleção/introdução/desenvolvimento de novos materiais;
• Programas de conservação de base genética:
• Assegurar e garantir a possibilidade de uso de materiais “descartados”
• Estar preparado para mudança de estratégias
• Transgenia (>densidade; >lignina;

DB
PMGF: PROJEÇÃO PROJE ÃO DE GANHOS (IMAxDB ( IMAxDB)
ANO
650
600
550
500
450
Projeção PMGF: Ganhos IMA e Densidade
DB (kg/m3) Média IMA (m3/ha/ano)
07 1 08 2 09 3 10 4 11 5 612 713 814 915 10 16 11 17 12 18 13 19 14 20 15 21
DB (kg/m3) 532 527 509 531 545 559 570 586 600 600 600 600 600 600 600
Média IMA (m3/ha/ano) 43 43 43 45 45 45 48 48 48 50 50 50 50 50 50
Ano
52
50
48
46
44
42
40
38
IMA

Híbridos bridos de C. citriodora x C. torelliana aos 8 meses

À esquerda planta de progênies dos clones da Baixada do Bretas (AMJ)
À direita clone comercial. ( bancos de germoplasma x interação intera ão empresas)

5. DISCUSSÃO: Silvicultura - Manejo de Brotação
Critérios: Reformar ou conduzir? produtividade e o custo de formação da
nova floresta;
Manejo (controle de insetos, matocompetição, adubação...);
Densidade de plantas;
Métodos de desbrota.

COMPARAÇÃO COMPARA ÃO ENTRE AS FERRAMENTAS
Ferramenta
Foice sem
gavião
Machadinha
Roçadeira
Rendimento
Ha/hd Ha hd
0,7
0,5
1,0
Qualidade
Atende os
requisitos
descritos em
PPO
Atende os
requisitos
descritos em
PPO
Atende os
requisitos
descritos em
PPO
Segurança Seguran
Menor incidência
de incidentes
/acidentes.
Maior registro de
incidentes
/acidentes.
Menor incidência
de incidentes
/acidentes.
Ergonomia
Menor esforço
físico, maior
domínio
Maior esforço
físico
Menor esforço
físico, maior
domínio

5. DISCUSSÃO: Insetos Nocivos
Damage assessment and host plant records of Oxymerus basalis
(Dalman 1823) (Cerambycidae: Cerambycinae: Trachyderini) in Brazil

Psilídeo
Urograndis Grancam

5. DISCUSSÃO: Silvicultura – Tec. da madeira
• Qualidade da madeira (densidade, umidade, resistência);
• Avaliação das características para a qualidade do produto final;
• Determinação rápida;
• Métodos não destrutivos (comprovar toda a potencialidade do material).

5. DISCUSSÃO: Colheita Florestal
• Impactos da colheita mecanizada;
COLHEITA MECANIZADA COLHEITA COM MOTOSSERRA
TALHÃO ÁREA
FALHA 1ª
ROT. (%)
FALHA
ROT. 2ª
(%)
TALHÃO ÁREA
• Desenvolvimento de sistemas e equipamentos;
• Segurança nas atividades florestais;
• FOCO CLIENTE: Bitola, madeira seca e sem impurezas.
FALHA 1ª
ROT. (%)
FALHA
ROT. 2ª
(%)
73 31,0 1,3 2,9 441 24,4 1,75 0,37
128 41,0 3 3 444 36,5 0,33 0,42
134 22,0 0,8 3,4 449 40,6 0,69 0,77
76 44,0 1,1 4,4
87 32,2 2,8 5,9
85 42,0 1,7 7,2
105 38,6 2,8 7,8
127 20,5 2,4 9,4
141 50,0 2,4 9,8
231 47,2 1,8 7,2
395 48,0 1,6 14,5
234 46,4 2,6 5,8
487 31,0 1,5 6,4
104 26,4 3,7 21,6
125 41,7 2,2 26,7
562,1 2,11 9,15 101,5 0,8153596 0,55

5. DISCUSSÃO: Produção de Carvão Vegetal
• Controle do Processo de Carbonização
• Otimização dos processos produtivos (carga/carbonização/resfriamento)

QUEIMADOR DE FUMAÇAS
Redução de 90% nas emissões de CO e 87% de CH4

Exaustor
Sistemas tubulares
Redução da umidade em 40%(30/18) e melhoria do RG em 9% (33/36% b.s);
Sistema Sistema
de de
resfriamento resfriamento
forçado forçado for
ado Troca Troca de de calor calor gás gás gás g s / / água água água gua
Redução de 37% no tempo médio de resfriamento (8/5 dias)

SUSTENTABILIDADE
• Redução da emissão de gases
• Redução no consumo de madeira
• Aumento da produtividade do forno
• Melhor controle dos processos
• Redução do custo do carvão previsto em 6% FRIABILIDADE, DENSIDADE
CO-GERA CO GERAÇÃO ÃO
• Ex: UPC Buritis – Possibilidade de Geração de 2MW
CARBONO FIXO....foco FIXO no
cliente...criar dependência Flor-
Ind.
• Funcionamento da Unidade e abastecimento parcial da comunidade

MERCADO DE CARBONO - Sustentabilidade
na Cadeia Produtiva de Gusa com Biomassa Renovável Renov vel
ArcelorMittal CAF CAFFlorestas Florestas
ArcelorMittal Belgo
ArcelorMittal Juiz de Fora
CCX
Florestamento e
Reflorestamento
não elegíveis ao
MDL
Novas Florestas
Programa Produtor
Florestal - PPF
MDL
Madeira
* CCX – Chicago Climate Exchange
*MDL – Mecanismo de Desenvolvimento Limpo
*UPC – Unidade de Produção de Carvão
UPC
Fornos de
Redução
MDL
Carvão
Vegetal
(Biomassa
Renovável)
Logística
Altos Fornos
a Carvão
Vegetal (2)
MDL
Gusa
Sustentável

5. DISCUSSÃO: Comunidade
Processos de consulta e participação
Avaliação do Impacto Social
Reconhecimento dos direitos e da cultura
Relações com os empregados
Contribuição para o desenvolvimento
Biodiversidade

1. Overview
2. Objetivos
3. Metodologia
4. Resultados
5. Discussão
6. Sugestão de linhas de ação a ão

6. LINHAS DE AÇÃO SUGERIDAS
• Desenvolver linhas de melhoramento genético para qualidade da
matéria prima: Carvão e biomassa de qualidade tem início com um
programa bem estruturado e focado;
• Buscar espécies acessórias não tradicionalmente usadas nos
cruzamentos que possam conferir quesitos que garantam a qualidade
da matéria-prima desejada;
• Os programas de melhoramento devem preferencialmente ter
participação de equipe multidisciplinar com enfoque no manejo e na
tecnologia da madeira conjuntamente;
• Incentivar/coordenar a criação de bancos de germoplasma;
• Investir em sistemas de predição de pragas e doenças com enfoque a
evitar desfolha dos povoamentos;
• Atuar em conjunto com outras instituições buscando a melhoria dos
processos de carbonização com enfoque ao entendimento dos processos
térmicos e de fluxo de gases dentro dos fornos;

6. LINHAS DE AÇÃO A ÃO SUGERIDAS
• Atuar em conjunto com outras instituições buscando materiais construtivos
adequados ao processo de carbonização;
• Desenvolver programas de pesquisa voltados para a prospecção e
desenvolvimento de produtos alternativos de controle de pragas e
doenças;
• Desenvolver linhas de pesquisa voltadas para o aproveitamento dos
resíduos siderúrgicos e dos processos de carbonização de madeira
(alcatrão);
• Desenvolver programas de pesquisa voltadas para relação uso dos resíduos
florestais x produção de energia (sustentabilidade);
• Criar e incentivar fóruns de discussão sobre segurança e ergonomia nas
atividades florestais;
• Desenvolver programas visando a quantificação de remoção de carbono
pelos plantios florestais subsidiando projetos e metodologias para a
geração de CER’S;
• Atuar politicamente junto aos órgãos e instituições afins visando consolidar
os benefícios dos plantios florestais frente as mudanças climáticas;

6. LINHAS DE AÇÃO A ÃO SUGERIDAS
• Implantar uma rede experimental de longo prazo, com foco em florestas
adensadas (energéticas), com experimentos adequadamente delineados e
monitorados para as situações bio-edafo-climáticas estratégicas para
possibilitar o estabelecimento, validação e difusão de modelos adequados
de produção de biomassa e carvão vegetal. Dentro dos programas já
existentes no IPEF
1º CONGRESSO BRASILEIRO DE FLORESTAS ENERGÉTICAS
PROMOÇÃO – EMBRAPA E GOVERNO DE MINAS GERAIS
ORGANIZAÇÃO – Embrapa Florestas
Local –Expo Minas -Belo Horizonte
Data – 03 a 05 de junho 2009

©2007 Roosevelt Almado
roosevelt.almado@arcelormittal.com.br