O Brasil é o maior produtor mundial de carvão vegetal,
chegando à marca de mais de 5,2 milhões de toneladas produzidas e consumidas no
ano de 2017, segundo Balanço Energético Nacional 2018. O carvão vegetal
representa 8% de toda a matriz energética do país.
Dentre os principais consumidores de carvão vegetal no país,
destaca-se a indústria siderúrgica, que consome mais de 90% de toda a produção
nacional. E é neste ponto que identificamos os grandes desafios e oportunidades
do setor. Segundo o Centro de Gestão e Estudos Estratégicos (CGEE), mesmo sendo
o segmento que mais consome carvão vegetal no Brasil, este consumo representou
cerca de 35% da demanda do segmento na última década. Os outros 65% foram
supridos por outras fontes de energia, como o carvão mineral e coque.
Avaliando de forma rápida, podem-se citar três principais
motivos para que a indústria siderúrgica ainda consuma mais carvão mineral do
que carvão vegetal: oferta, custo-benefício e qualidade (potencial energético).
Em resumo, é preciso aumentar a produção, reduzir os custos operacionais e
aprimorar a qualidade do produto. Tudo isso de forma sustentável e respeitando
todas as leis e normas de preservação ambiental.
Panorama
A evolução e maturação do mercado brasileiro, juntamente com
uma maior fiscalização das condições de trabalho, tem feito com que a produção
de carvão vegetal, até então considerada uma atividade marginal, entre numa
rota desenvolvimento que ficou adormecida durante décadas. O carvão, como
matéria-prima, é um produto de baixo valor agregado. As empresas têm percebido
que produzir carvão dentro de padrões de qualidade e segurança é uma tarefa
cara.
O rendimento madeira/carvão é baixo e o preço do m³ ou
tonelada no mercado está sempre flertando com o inviável. O custo é altamente
sensível a qualquer investimento, qualquer melhoria ou adequação tende a fazer
o preço do produto final oscilar para cima. Aí entra a questão do planejamento,
execução, controle, melhorias, que podem reduzir o custo do produto e torná-lo
mais competitivo em relação aos seus concorrentes diretos.
Para atender aos pontos citados, torna-se necessário atuar
em toda a cadeia produtiva, desde a qualidade da madeira utilizada como
matéria-prima na produção de carvão até o escoamento da produção, passando por
todo o processo produtivo.
Madeira
de qualidade e sob medida
Atualmente, mais de 80% da madeira utilizada na produção de
carvão vegetal vem de florestas plantadas, o que é um ponto muito positivo,
pois diminui a pressão sobre as florestas nativas e permite realizar ações para
potencializar a qualidade da madeira. Dentre essas ações destaca-se o
melhoramento genético dos clones que serão plantados.
Com o melhoramento genético, busca-se criar clones mais
produtivos, ou seja, com maior rendimento gravimétrico, maior resistência
mecânica, maior potencial energético etc. Para melhorar essas características
de qualidade do carvão, destacam-se as seguintes características da madeira que
podem ser controladas e aprimoradas com o melhoramento genético: maior densidade
básica da madeira, maior teor de lignina, maior índice de cristalinidade da
celulose e menor proporção cerne/alburno.
O desenvolvimento de clones específicos para produtos
específicos é um objetivo que precisa ser seguido incansavelmente. Por anos, a
indústria utilizou clones disponíveis no mercado, pelo simples fato de que
tinham alta produtividade. Porém, eram clones desenvolvidos pela indústria de
celulose e papel, cuja característica da madeira demandada é diferente da
madeira usada pelo setor carvoeiro, moveleiro etc. O refinamento do processo
tem exigido clones com características específicas para atender fins
específicos.
Disponibilidade
da madeira
Outro ponto importante é garantir a disponibilidade de
madeira com tempo de secagem ideal nas plantas de carbonização. Um tempo de
secagem baixo acarreta uma madeira com alto teor de umidade. Madeira com essa
característica representa um dos grandes entraves para a produção do carvão,
impactando diretamente no tempo de carbonização/resfriamento, rendimento
gravimétrico e qualidade do carvão.
Neste cenário, é importante existir um planejamento de
transporte da madeira integrado com a colheita. Sendo assim, um sistema de
estoque integrado entre campo e pátio, com total rastreabilidade da madeira e
com uma projeção de consumo das plantas, facilita muito essa tarefa. Por meio
da projeção de consumos de cada planta de carbonização e os estoques
atualizados de pátio, campo e florestas em ponto de corte, é possível
confrontar essas informações e gerar um planejamento de corte e transporte
muito mais assertivo, minimizando assim a ociosidade dos fornos por falta de
madeira para carbonizar.
Gestão e
otimização do processo produtivo
Não adianta investir somente na qualidade da madeira e no
planejamento de abastecimento das plantas, pois para se obter alta
produtividade na produção de carvão vegetal deve-se buscar constantemente
aprimorar o processo produtivo, uma vez que as falhas e as más práticas no
processo são os grandes vilões da produtividade neste segmento.
Dentre as inúmeras ações a serem tomadas destacam-se a
melhora no acompanhamento da carbonização. Ainda é comum encontrar,
principalmente em pequenos produtores (mas também em médios/grandes), métodos
rudimentares e empíricos, por exemplo, a observação da coloração e cheiro da
fumaça para determinar as ações a serem tomadas no processo (abertura ou
vedação das entradas de oxigênio).
Para aprimorar o controle da carbonização, os pequenos
produtores podem implementar o controle manual de pirometria. Já os grandes
produtores, um sistema supervisório com automação dos fornos (com controle
automático de entrada de oxigênio), que depende também da estrutura e metodologia
disponíveis para a produção de carvão.
Tempo
de resfriamento dos fornos
Um grande desafio do processo de produção de carvão vegetal
é a diminuição do tempo de resfriamento dos fornos, pois esta é a fase mais
longa do ciclo de produção de carvão vegetal, chegando a representar 65% do
tempo total do processo.
Atualmente, várias empresas do segmento estão investindo em
pesquisa e desenvolvimento de soluções para a diminuição do tempo de
resfriamento dos fornos, inclusive algumas já tiveram ótimos resultados com
“trocadores de calor” em fornos retangulares, mas essa ainda é uma área de
estudo com grandes oportunidades.
Mesmo para plantas de carbonização de grande porte,
implementar sistemas de diminuição do tempo de resfriamento (como trocadores de
calor, por exemplo), ainda é relativamente caro, uma vez que a maiorias das
plantas de carbonização existentes atualmente não dispõem de grande
infraestrutura tecnológica, inclusive muitas delas sem nem mesmo energia
elétrica.
Eliminação
dos gases de efeito estufa
Entrando um pouco mais a fundo na questão ambiental, outro
desafio do segmento é a eliminação dos gases emitidos no processo de
carbonização. Atualmente, a forma mais utilizada é o queimador de gases, uma
grande fornalha conectada aos fornos com o objetivo de “queimar” a fumaça
liberada no processo, eliminando grande parte dos gases gerados na carbonização
da madeira e liberando, em sua maioria, gás carbônico e vapor de água.
Porém, a implementação desses queimadores de fumaça aumenta
consideravelmente o custo dos fornos e muitas vezes isso se torna um fator
decisivo na decisão de sua implementação.
Sendo assim, várias alternativas para viabilização dos
custos de eliminação dos gases vêm sendo estudadas, dentre elas o
reaproveitamento dos gases para a geração de energia elétrica, que é uma opção
amplamente pesquisada, com empresas apresentando bons resultados para o
processo.
Gerenciar
licenças ambientais
Ainda na questão ambiental, outro grande desafio é controlar
as licenças ambientas necessárias para a extração da madeira e
produção/comercialização do carvão vegetal. Neste caso, um sistema de
informação integrado com o cadastro florestal da empresa é o mais indicado para
auxiliar nessa tarefa.
Rastreabilidade
Determinar a origem da madeira (talhão, espécie,
certificações, licenças e características da madeira) de estoque de carvão é
extremamente importante, porém, pode ser uma tarefa bem complicada quando se
utiliza madeira de vários talhões em um mesmo intervalo de tempo, ou quando há
estoques antigos de carvão ou mesmo quando se realiza movimentações internas de
estoque.
Muitas empresas identificam a origem da madeira de forma
estimada, utilizando como único critério o período em que o carvão foi
produzido. Mas isso pode trazer complicações, uma vez que pode haver estoques
de madeira nos boxes de talhões diferentes e até mesmo dois ou mais talhões
diferentes no mesmo box.
A forma ideal para garantir a rastreabilidade da produção é
ter um sistema de gestão integrado, possibilitando de maneira fácil e rápido
gerar consultas específicas de qualquer etapa do processo, sendo possível
segregar a origem do material utilizado, seja madeira própria ou de terceiros.
Escoamento
da produção
Existem vários desafios no escoamento da produção, com
destaque para três:
” Requisitos legais: são os requisitos de certificação da madeira e
legislação ambiental que precisam ser atendidos antes que a produção possa ser
vendida ou mesmo transferida.
” Requisitos fiscais: são os requisitos para emissão das notas ficais
de movimentação de material (sejam elas de venda, transferência, doação etc.).
” Controle de saída de estoque: neste aspecto, a dificuldade está em
determinar de forma assertiva qual é o volume/peso que está sendo expedido,
pois hoje em dia boa parte das plantas de carbonização espalhadas pelo País não
possui balanças rodoviárias e o volume/peso expedido é obtido de forma estimada
(por meio de cubagem dos caminhões, por exemplo). Somente quando a carga chega
ao destino final é que o volume/peso é determinado de forma mais concreta, o
que exige ações para ajustar os estoques das plantas e até mesmo a emissão de
novos documentos fiscais.
Consolidação
dos dados operacionais egerenciais
Não se pode falar em otimização de processo sem citar os indicadores
de desempenho. Em relação à produção de carvão vegetal, as empresas se deparam
com um imenso desafio, que é conseguir consolidar essas informações em tempo
hábil para tomada de decisões. Isso se deve ao fato de que mesmo dentro de uma
única empresa pode haver produção extremamente pulverizada, uma vez que as
plantas de carbonização normalmente estão geograficamente espalhadas, além de
muitas delas não terem o mínimo de infraestrutura.
Este cenário proporciona ótimas oportunidades de
desenvolvimento de sistemas móveis, que facilitem a coleta e a consolidação dos
dados operacionais, e de sistemas integrados com base de dados unificada para
todas as plantas de carbonização da empresa.
Conclui-se que a produção de carvão vegetal é um segmento
consolidado no mercado e que cresce a cada ano, mas que ainda possui grandes
desafios e oportunidades. Com o investimento correto, pode gerar ótimos
resultados.
Dentre as principais oportunidades, destacam-se: o melhoramento
genético; planejamento integrado; pesquisa e inovação tecnológica de fornos;
melhorias de processo; sistema de informação integrado, sistema móvel de coleta
de dados; sistemas autônomos.