Licenciamento de fornos de clínquer para biomassas

Publicado em 21/02/2018 em https://www.linkedin.com/pulse/licenciamento-de-fornos-cl%C3%ADnquer-para-biomassas-le%C3%A3o-do-nascimento/

De acordo com a ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland) em 2015 os combustíveis oriundos de biomassas representaram 8% da matriz energética dos fornos de clínquer. Deste total 48% foi casca de arroz.

O coprocessamento tem se apresentado ano após ano como uma das principais tecnologias para destinação dos resíduos provenientes da atividade agrícola.

A Resolução CONAMA 264 de 26/08/1999 que trata sobre o licenciamento de fornos rotativos de produção de clínquer para atividades de coprocessamento de resíduos, não aborda tal temática, ficando a cargo do entendimento dos órgãos ambientais estaduais a definição do rito para licenciamento visando a utilização de biomassas como matriz energética.

No Brasil a maioria dos fornos de clínquer estão licenciados e ambientalmente controlados para queima de coque verde de petróleo (combustível fóssil). Da mesma forma quando licenciados, estão tecnológica e ambientalmente adequados para coprocessar resíduos.

Dependendo do tipo de biomassa, ela pode contribuir positivamente na redução das emissões de óxidos de nitrogênio e óxidos de enxofre, gases produzidos durante a queima dos combustíveis tradicionais, que se não fossem controlados poderiam ser causadores da chuva ácida, minimizando os impactos ambientais. Além da importância quanto ao objetivo de reduzir a emissão de CO2 que seria gerado pela queima do coque, contribuindo para a desaceleração do efeito estufa. Como ponto de atenção se mostra necessário garantir o monitoramento de itens como material particulado e hidrocarbonetos totais, gerados durante a combustão.

A Norma Técnica P4.263 da CETESB/SP (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental) que trata sobre o procedimento para utilização de resíduos em fornos de produção de clínquer, em seu item 4, exclui dos critérios de licenciamento a utilização de resíduos vegetais provenientes das atividades agrícolas (bagaço de cana-de-açúcar, casca de arroz, etc.) e provenientes da indústria de transformação de produtos alimentícios (cascas, bagaços cítricos, etc.).

No Rio Grande do Sul, a Norma Técnica 01/99 da FEPAM (Fundação Estadual de Proteção Ambiental) em seu “Anexo A” exclui as biomassas (casca de arroz, serragem de madeira não tratada, bagaço de cana-de-açúcar, palha de arroz, trigo e casca de acácia) da necessidade de licenciamento ambiental para utilização em fornos de clínquer.

No Ceará, a SEMACE (Superintendência Estadual de Meio Ambiente) mantém um Cadastro Estadual de Consumidores de Matéria-Prima de Origem Florestal, onde controla quais tipos de biomassas podem ser utilizadas pelos cadastrados e seus respectivos volumes.

Estados como Mato Grosso, Minas Gerais, Paraná, Pará e Tocantins costumam incluir as biomassas como matriz energética na licença de operação da fábrica, mediante requerimento formal ao órgão ambiental estadual e apresentação de relatório técnico.

Portanto, a utilização de biomassas substituindo os combustíveis fósseis em fornos de clínquer, é uma ação atenuante e de boa prática da indústria cimenteira, cabendo aos órgãos ambientais incentivar e promover mecanismos para sua implementação.

Coprocessamento e a química do cimento

Publicado em 03/08/2017 em https://www.linkedin.com/pulse/coprocessamento-e-qu%C3%ADmica-do-cimento-carlos-yuri-le%C3%A3o-do-nascimento/

Considerando uma definição básica, cimento é um aglomerante hidráulico constituído de óxidos que em contato com a água tem a capacidade de endurecer. Estes óxidos são principalmente os de cálcio, alumínio, silício e ferro.

Como já vimos em outros posts o coprocessamento e a química estão intimamente ligados, e o nível de balanceamento desta relação resultará no sucesso ou insucesso deste processo. Afinal, se os ingredientes estiverem com dosagens equivocadas, com certeza o resultado será um produto (cimento) não conforme.

Vários parâmetros precisam ser monitorados durante o processo de fabricação do cimento, dentre estes trago como exemplos alguns que controlamos durante a clinquerização, o Fator de Saturação em Cal (FSC), o Módulo de Alumínio (MA) e o Módulo de Sílica (MS).

FSC

O controle do Fator de Saturação em Cal no clínquer está ligado à garantia dos padrões de resistência e expansão do cimento, normalmente a faixa de aceitabilidade para o FSC está entre 95 e 98. Sendo calculado conforme abaixo:

                             CaCO3                  = FSC

2,8.SiO2 + 1,1.Al2O3 + 0,7.Fe2O3

Numa análise simples da fórmula acima nos leva a entender que se o resíduo for rico em Cálcio poderá impactar no aumento do FSC, enquanto que se for rico em Ferro e/ou Alumínio e/ou Sílica resultará na redução. Por isso que resíduos ricos em Sílica provocam grandes reduções no FSC, visto que além do fato de ser denominador na fórmula, possui fator 2,8.

MA

O Módulo de Alumínio está ligado à viscosidade da fase líquida, normalmente sua faixa de trabalho está entre 1,4 e 1,6. Sua fórmula:

Al2O3 _ = MA

Fe2O3

Então sendo o resíduo rico em Alumínio impactará no aumento do MA, enquanto que se rico em Ferro o reduzirá.

MS

O Módulo de Sílica permite acompanhar a quantidade da fase líquida, e seu desbalanceamento pode impactar ainda na resistência do cimento, e na formação de colagens e anéis no forno. Normalmente sua faixa de trabalho está entre 2,4 e 2,7. Sendo calculado:

___SiO2___ _ __ = MS

Fe2O3 + Al2O3

É possível perceber que se o resíduo for rico em Sílica impactará num maior MS, e sendo rico em Ferro e/ou Alumínio resultará na sua redução.

Desta forma conseguimos compreender como um só componente pode interferir em vários parâmetros ao mesmo tempo. É comum durante o coprocessamento termos que interromper ou reduzir a alimentação de resíduos quando algum destes parâmetros resultam fora das faixas de trabalho, obrigando a uma redefinição do mix de dosagem.

Assim, é possível trabalhar no mix de resíduos de forma que um resíduo rico ou pobre em um determinado componente propicie e potencialize o consumo de um outro material que normalmente seria de difícil coprocessamento.

Outro ponto importante de salientar é a adaptabilidade da dosagem de resíduos de acordo com a matéria-prima enviada pela mina que horas pode se apresentar com deficiência e/ou riqueza de alguns dos componentes (Al2O3, Fe2O3, SiO2, etc).

Portanto, a frequência das análises bem como uma criteriosa coleta das amostras se fazem de suma importância para que os resultados representem de fato a realidade, propiciando a excelência durante a realização do coprocessamento.

O que aprender com os "gringos" sobre CDR

Publicado em 16/07/2017 em https://www.linkedin.com/pulse/o-que-aprender-com-os-gringos-sobre-cdr-le%C3%A3o-do-nascimento/

O Combustível Derivado de Resíduos (CDR) representa ao Brasil uma grande oportunidade ambiental para redução dos níveis de resíduos dispostos em aterros e um mercado promissor para geração de emprego e renda.

O CDR pode ser adotado em substituição a boa parte dos combustíveis fósseis para geração de energia elétrica e térmica, diversificando ainda mais nossa matriz energética. Porém, não temos regulamentação específica para transformar resíduos em CDR, dificultando sua produção e utilização.

Em países da União Europeia cerca de 10% dos resíduos gerados são destinados por coprocessamento, a média de substituição térmica nas fábricas de cimento ultrapassa os 40%, países como Áustria ultrapassam 70%, e é possível encontrar plantas atingindo 90% de substituição.

Estamos falando de um continente que possui padrões para produção de CDR, onde encontramos o SRF (Solid Recovered Fuel) e o RDF (Refuse Derived Fuel), com larga escala de produção e aceitação. Lembrando que se tratam de produtos derivados de resíduos, e não de resíduos em estado “in-natura”, em sua definição básica.

O RDF é produzido a partir de materiais presentes nos resíduos sólidos municipais, sendo estes triturados e submetidos a secagem. Sua aplicação se dá principalmente para produção de energia elétrica e aquecimento de água.

O SRF é bastante utilizado pelas fábricas de cimento e é um pouco diferente do RDF, pois possui padronização específica para sua produção através da norma europeia EN15359. Parâmetros como poder calorífico, percentual de cloro e de mercúrio definem a sua classificação. Outro ponto bastante considerado e que impacta diretamente no poder calorífico é a umidade que normalmente está abaixo dos 15-20%.

O SRF é produzido a partir de resíduos não perigosos e sua normatização define padrões de qualidade, segurança, composição, amostragem e testes físico-químicos. Garantindo segurança na sua produção e utilização, dando-lhe caráter de produto.

Este tipo de padronização cria e fomenta um mercado que sem ela não consegue se desenvolver e manter por falta de embasamento jurídico, insegurança dos potenciais consumidores e falta de incentivos fiscais, além de comprometer a qualidade do serviço.

Fala-se tanto em economia circular no Brasil, mas pouco fazemos de fato para que esta se desenvolva. Afinal, quantas vezes nos deparamos com ótimas ideias para aproveitamento de resíduos e que não podem ser postas em prática por falta de uma regulamentação específica? Ou consequentemente por falta de embasamento para os Órgãos Ambientais?

O programa da Comissão Europeia “Rumo à Economia Circular” (Towards a Circular Economy) sugere uma meta de 70% para reutilização e reciclagem dos resíduos sólidos urbanos e 80% para reciclagem dos resíduos de embalagens até 2030. Enquanto isso os governantes brasileiros se preocupam em proliferar nossa nação com aterros.

Não podemos esquecer ainda do grande ganho ambiental com a normatização destes combustíveis alternativos que nos presenteará reduzindo os níveis de emissão de CO2, grande vilão do efeito estufa. Pois minimizaremos sua emissão desde a extração de minerais até o consumo de fato dos combustíveis não-renováveis, evitando também a geração de gases durante a decomposição dos resíduos em aterros e lixões.

O cinza que encanta pelo verde

Publicado em 25/06/2017 em https://www.linkedin.com/pulse/o-cinza-que-encanta-pelo-verde-carlos-yuri-le%C3%A3o-do-nascimento/

Que o coprocessamento é uma alternativa ambientalmente correta e sustentável para destinação de resíduos, todos nós já sabemos. Principalmente pelo fato de assegurar a completa destruição do resíduo, aproveitando energeticamente a parcela orgânica e incorporando ao produto final a parte inorgânica.

O mais importante de tudo isso é valorizar o trabalho dos profissionais envolvidos, de uma equipe multidisciplinar, ou seja, de toda uma Organização. E também aqueles que têm o coprocessamento como a principal opção de destinação dos seus resíduos.

Ao pensarmos no desafio da gestão de resíduos compreendemos que é praticamente impossível viver e não os gerar, até a revolução industrial no século XVIII os resíduos eram constituídos em sua maioria de restos de alimentos. Assim, nos apresentamos uma das maiores barreiras para o desenvolvimento sustentável.

Mas como? Alguém poderia perguntar, será que é certo limitar o nosso desenvolvimento só por causa de uma simples limitação da natureza? É meus caros, seria muito bom se pudéssemos liderar a natureza delegando e determinando sua metamorfose. Sim, pois seria necessária uma constante metamorfose para ela se adaptar e suportar todo o nosso nível de agressão.

Mesmo com todos os conhecimentos disponíveis e todas as tecnologias desenvolvidas que nos permitem um crescimento em harmonia com o meio ambiente, há quem prefira se fazer de desentendido e continuar usufruindo da natureza sem contrapartidas. Estou longe de ser um ativista ambiental, mas precisamos cada vez mais nos preocupar em como devolver à nossa mãe tudo o que aos poucos vamos minando. É tornar “nobre” o nosso lucro!

A indústria do cimento é conhecida como “cinza” e aparentemente pode ser “sem graça” para muitos profissionais, eu posso lhes garantir que está longe disso. Pode ser atraente principalmente para profissionais das áreas de exatas que adoram operações unitárias e modelos matemáticos. Ter a possibilidade de produzir um produto (cimento) visando atender às necessidades de um público agregando valor através da promoção ambiental, é surpreendente, mais do que isso, é dar sentido a todos os conhecimentos adquiridos.

Promovendo o “verde” o coprocessamento vem dar um propósito ainda maior a esta atividade, tornando-a quase que de utilidade pública, pois se apresenta como solução não apenas para problemas ambientais, mas também sociais, econômicos e de saúde. Claro que com todos os controles ambientais e ocupacionais aplicáveis como em qualquer outra atividade laboral.

Convido vocês a refletir comigo sobre o significado de construir nossas cidades com um produto que ao mesmo tempo está promovendo uma melhor qualidade de vida e bem-estar à sociedade. Isto é ter o privilégio de fazer parte da construção de um legado.

Destinar os resíduos que geramos por coprocessamento nos atribui um investimento no amanhã dos nossos filhos, netos, bisnetos... Estaremos deixando para eles não só um exemplo de cidadania e civismo, mas acima de tudo, um sentimento enraizado de amor e preocupação com o próximo.

Canais de alimentação de resíduos no coprocessamento

Publicado em 09/06/2017 em https://www.linkedin.com/pulse/canais-de-alimenta%C3%A7%C3%A3o-res%C3%ADduos-coprocessamento-le%C3%A3o-do-nascimento/

Antes de um resíduo ser submetido ao processo de coprocessamento em fornos de clínquer, faz-se necessária uma caracterização físico-química do mesmo, um dos motivos é a necessidade de avaliação quanto à semelhança com os combustíveis e matérias-primas utilizados no processo. Além claro, para atendimento aos requisitos ambientais.

Não podemos esquecer que um dos princípios do coprocessamento é que a sua adoção não interfira na qualidade final do produto. Assim, o conhecimento prévio da composição dos materiais é mandatório também para evitar que estes afetem a qualidade do cimento.

Os elementos químicos básicos para produção do clínquer são Cálcio (Ca), Sílica (Si), Alumínio (Al) e Ferro (Fe), estes elementos estão presentes no calcário na forma de óxidos. Logo, se o resíduo possuir quantidade significante de algum destes em sua composição, terá potencial de ser inserido no processo através da dosagem de matéria-prima.

No Brasil, atualmente o principal combustível utilizado para aquecimento dos fornos na indústria cimenteira é o coque de petróleo, rico especialmente em carbono (C), além de outros elementos como Hidrogênio (H), Enxofre (S), Nitrogênio (N) e Oxigênio (O). Desta forma, similarmente ao que ocorre no caso das matérias-primas, se o resíduo for rico em carbono, possuirá potencial para ser dosado através dos sistemas de combustível.

O balanceamento destes elementos químicos entre todos os materiais utilizados no processo, torna-se fator preponderante para o sucesso do coprocessamento em uma planta de cimento, pois do contrário, acarretará em consequências negativas ao processo, impactando na produção e limitando o desenvolvimento e a continuidade desta atividade.

Os canais de alimentação de resíduos podem ser:

• Moinho de matéria-prima – o moinho realiza a redução da granulometria da matéria-prima, aumenta a superfície de contato, corrige a composição química e remove parte da umidade. Por ele podem ser dosados solos contaminados, revestimentos gastos de cubas, pós de ferro, entre outros resíduos.
• Moinho de combustível – possui basicamente as mesmas funcionalidades do moinho de matéria-prima, porém, aplicáveis ao combustível. Por este canal podemos dosar por exemplo finos de coque, finos de carvão, moinha e CSS 40.
• Queimador principal – no queimador principal o combustível moído é injetado no forno concomitantemente com correntes de ar, propiciando uma melhor combustão. Aqui é possível dosar também resíduos sólidos triturados com granulometria inferior a 25mm, líquidos e CSS 10.
• Caixa de fumaça – localizada na junção entre o forno e a torre de ciclones é onde ocorre a desidroxilação da argila presente na farinha e a finalização da homogeinização da farinha antes da entrada no forno. Neste ponto normalmente alimenta-se os pneus inteiros, sendo viável ainda os resíduos líquidos e pastosos e o CSS 50.
• Pré-calcinador – fornos dotados deste equipamento possuem menor consumo térmico, pois dele a farinha sai cerca de 94% descarbonatada. Quanto maior o pré-calcinador, maior o tempo de residência dos gases e maior será a capacidade de coprocessamento do forno, é nele onde se consegue dosar uma melhor variedade e volume de materiais, como resíduos sólidos triturados com granulometria menor que 50mm, resíduos líquidos e pastosos, pneus triturados, além das biomassas.

Os canais de alimentação nos fornecem possibilidades variadas de dosagem de resíduos, basta apenas identificar qual melhor se aplica para cada tipo, de acordo com as suas respectivas características físico-químicas. Mas acima de tudo, todos garantem que o resíduo será destruído termicamente e suas cinzas incorporadas ao clínquer.

O coprocessamento como alavanca social

Publicado em 20/05/2017 em https://www.linkedin.com/pulse/o-coprocessamento-como-alavanca-social-carlos-yuri-le%C3%A3o-do-nascimento/

Muito se discute sobre a importância ambiental da atividade de coprocessamento, seja pela destinação ambientalmente adequada de resíduos sem a criação de passivos ambientais, ou pela redução dos impactos na atividade de produção do clínquer, e consequentemente do cimento.

Porém, uma das áreas do coprocessamento é o uso de combustíveis alternativos ao coque para produção do clínquer, por exemplo, o uso de biomassas. De acordo com o Centro Nacional de Referência em Biomassa (CENBIO) da Universidade de São Paulo (USP), quanto à finalidade energética, biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) que pode ser utilizado para produção de energia.

As biomassas são constituídas principalmente por moléculas de carbono e hidrogênio que são formadas através do processo de fotossíntese, além de outros elementos químicos, a fotossíntese transforma CO2 e H20 em combustível, ou seja, não estaríamos errados ao dizer que biomassa nada mais é que energia solar armazenada.

De acordo com o Ministério de Desenvolvimento Social e Agrário (MDS) cerca de 36% da população brasileira é rural (2015), ou seja, considerando a população brasileira em 200 milhões de habitantes, logo, 72 milhões vivem em áreas rurais. Devido às biomassas serem de origem animal e vegetal, fazem parte da vida destes 72 milhões de brasileiros, com grande potencial de exploração e utilização. Abaixo cito algumas delas:

Coco babaçu

O coco babaçu possui poder calorífico médio de 5000 kcal/kg, comunidades rurais dos estados do Pará, Maranhão, Piauí, Ceará, Tocantins e Mato Grosso estão rodeadas de babaçuais, além do uso para extração do óleo de suas castanhas e produção de alimentos, este fruto pode ser utilizado também como fonte de energia.

Palha de carnaúba

A carnaúba está presente nos estados do Piauí, Ceará e Rio Grande do Norte, famosa por sua cera que é bastante utilizada como matéria prima nas indústrias de eletrônicos e cosméticos, a palha que é picada durante o processo de extração da cera, recebe o nome de “bagana”, este material possui poder calorífico de 4200 kcal/kg.

Caroço de açaí

Febre nacional nos últimos anos, o consumo da polpa de açaí virou moda no Brasil, porém criou um grande problema social e ambiental, a destinação do seu caroço. Abundante na região amazônica, o caroço do fruto do açaizeiro possui cerca de 4500 kcal/kg de energia armazenada.

Casca de coco-da-baía

Bastante cultivado na região litorânea, especialmente para consumo da água de coco, rica em sais minerais. A casca do coco após perda da umidade, se apresenta com poder calorífico na casa dos 4000 kcal/kg.

Várias outras biomassas poderiam ser listadas acima, mas com certeza é possível perceber o potencial brasileiro para a adoção do uso deste tipo de fonte energética. Porém, apesar das ações neste sentido por parte da indústria, falta ainda uma política de maiores incentivos à maximização do uso de energias renováveis.

Para termos uma noção da importância do coprocessamento neste negócio, em 2016 a Votorantim Cimentos consumiu mais de 266 mil toneladas de biomassa em suas fábricas, representando 4,5%, em termos energéticos, de sua matriz.

Portanto, o Coprocessamento surge como um grande catalisador para o consumo de biomassa, fomentando o desenvolvimento e crescimento deste mercado, principalmente quanto à geração de emprego e renda, contribuindo para minimização da desigualdade social no Brasil, além de reduzir os impactos causados pelo uso de combustíveis fósseis.

Blendagem de resíduos

Publicado em 08/05/2017 em https://www.linkedin.com/pulse/blendagem-de-res%C3%ADduos-carlos-yuri-le%C3%A3o-do-nascimento/

O processo de blendagem de resíduos para coprocessamento consiste na adequação físico-química dos resíduos, de maneira a atender às especificações definidas pela cimenteira. Estas especificações visam garantir que o “blend” ao ser alimentado no forno de clínquer para destruição térmica não afete a qualidade do cimento e nem as emissões atmosféricas.

O termo blendagem é uma adaptação da palavra “blending” do inglês, que por sua vez é o gerúndio do verbo “to blend” que significa misturar.

Costumo falar que blendar resíduos é como montar um quebra-cabeça, é preciso conhecer a composição química de cada tipo ou grupo de resíduos e questões de compatibilidade química, para que ao juntá-los se obtenha um blend com as características desejadas. Algumas etapas são importantes no processo de blendagem:

Caracterização - as características físico-químicas são obtidas através de laudos analíticos de caracterização, é necessário o conhecimento de parâmetros como poder calorífico, densidade, umidade, cinzas, cloro, enxofre, fluoretos, bifenilas policloradas, compostos orgânicos voláteis, óxidos (SiO2, Al2O3, Fe2O3, P2O3, TiO2, Mn2O3, etc), metais (Ar, Be, Co, Ni, Te, Se, Cr, Cu, Mn, Pb, Sb, V, Sn, Zn, Ca, Tl, Hg, etc) e outros específicos a depender do tipo de resíduo. Para cada um deles a cimenteira estabelece especificações mínimas e/ou máximas para recebimento do blend.

Trituração - resíduos sólidos normalmente precisam ser submetidos a um processo de diminuição do seu tamanho, é através de trituradores industriais que esta diminuição de tamanho é possível. Existem vários tipos de trituradores disponíveis no mercado, de acordo com os tipos de resíduos a serem triturados, a granulometria esperada e a produção por hora pretendida.

Classificação - os resíduos precisam obedecer a uma granulometria máxima determinada pela fábrica de cimento. Utilizam-se peneiras para classificação, de forma ao material com granulometria maior que a especificação seja reprocessado e separado dos demais que serão encaminhados para a etapa de mistura.

Mistura - após a trituração e/ou classificação os resíduos são misturados para formação do blend, seja para substituto de matéria-prima ou para substituto de combustível. Este processo consiste na homogeneização dos resíduos, deixando-os prontos para envio à fábrica de cimento.

Exemplo:

Como ilustração simples do processo de blendagem vamos planejar a composição de um lote de 200 toneladas de blend, considerando apenas o parâmetro Poder Calorífico Superior (PCS) com um limite estabelecido pela cimenteira de 100 kcal/kg, que será dosado como substituto de matéria-prima:

Tendo a disposição 03 tipos de resíduos:

 - 150 toneladas de solo contaminado A com PCS de 50 kcal/kg;

 - 100 toneladas de solo contaminado B com PCS de 200 kcal/kg;

 - 50 toneladas de solo contaminado C com PCS de 100 kcal/kg.

Analisando os resultados de PCS dos solos A, B e C, observa-se que o solo B está acima do permitido (100 kcal/kg). Para que o solo B possa ser utilizado na composição do blend, calcula-se o percentual em massa que será utilizado de cada resíduo, garantindo que os parâmetros alterados não comprometam os resultados finais do blend. Neste caso o quantitativo de cada solo ficaria:

 - Solo contaminado A - 60% do blend: 120 (cento e vinte) toneladas;

 - Solo contaminado B - 30% do blend: 60 (sessenta) toneladas;

 - Solo contaminado C - 10% do blend: 20 (vinte) toneladas.

Com estes percentuais obteremos um blend de 200 toneladas de solo contaminado com PCS de 100 kcal/kg. Atendendo ao limite estabelecido.

Este tipo de cálculo é feito de maneira similar para todos os outros parâmetros listados acima na etapa de caracterização, excluindo alguns casos que exigem cálculos específicos como por exemplo Módulo de Sílica e Módulo de Alumínio.

Portanto, fica demonstrado porque nem todos os tipos de resíduos são passíveis de coprocessamento, e principalmente, os cuidados necessários no processo de produção do blend para o coprocessamento de resíduos.

Um raio-x dos custos no negócio coprocessamento de resíduos

Publicado em 30/04/2017 em https://www.linkedin.com/pulse/um-raio-x-dos-custos-neg%C3%B3cio-coprocessamento-de-le%C3%A3o-do-nascimento/

A atividade de coprocessamento de resíduos está cada vez mais se consolidando como um diferencial competitivo na indústria do cimento, desta forma precisa ser tratada como um negócio, e como tal exige gastos que precisam ser remunerados através de receitas, buscando ultrapassar o ponto de equilíbrio encontrado nesta relação.

Ultrapassar este ponto de equilíbrio é estratégico para permitir a perpetuidade e a sustentabilidade do negócio, visto que significa a possibilidade de perenidade do empreendimento, garantindo as condições necessárias para honrar com os compromissos assumidos visando a execução dos processos envolvidos.

Abaixo é possível ter uma ideia destes gastos, além de compreender a importância do controle e o impacto de cada um deles:

1° - Aumento do consumo térmico no forno de clínquer

Ao sabermos que 90% dos custos energéticos de uma fábrica de cimento estão ligados à energia térmica necessária para produção do clínquer (principal componente na fabricação do cimento) parece inconcebível aceitar que sobre este número aja qualquer impacto que o aumente. Porém, os resíduos trazem para o processo:

• Heterogeneidade – característica inerente aos resíduos que dificulta a queima, ocasiona variação na combustão e no fluxo de dosagem;
• Umidade – impacta no aumento da temperatura de combustão dos gases no interior do forno;
• Cinzas – reduz o percentual de material combustível, dificultando a recuperação energética da parcela orgânica;
• Maior circulação de voláteis – ocasionados pela combustão pobre dos resíduos, impacta na estabilidade operacional (produção) do forno.

Todos os impactos acima precisam ser minimizados, principalmente, através de uma gestão criteriosa no que tange aos indicadores operacionais, como por exemplo a estabilização dos níveis de CO e O2. Caso contrário resultará na necessidade de maior dosagem de combustível principal no forno.

2° - Controles operacionais

O acompanhamento da composição química dos resíduos através de análises químicas laboratoriais é fundamental para obter a estabilidade operacional do forno e garantir a qualidade do clínquer. Afinal, uma das premissas do coprocessamento é não interferir na qualidade do produto final, o cimento.

Assim sendo, o controle de parâmetros como poder calorífico, umidade, cinzas, cloro, enxofre, e outros, permite construir ações e medidas que minimizam seus impactos no processo, pois se em níveis diferentes dos estabelecidos podem provocar a redução da vida útil dos refratários do forno, aumento das colagens e obstrução dos ciclones.

3° - Monitoramento de emissões e licenciamento ambiental

Monitorar as emissões faz parte dos requisitos legais estabelecidos pela legislação ambiental aplicável à atividade de coprocessamento, é através do monitoramento que a fábrica de cimento demonstra para os organismos reguladores e fiscalizadores o cumprimento de suas condicionantes legais.

As Resoluções CONAMA 264/1999 e 316/2002 estabelecem procedimentos para licenciamento e operacionais que obrigam a demonstração do cumprimento dos requisitos legais, sendo necessário para isto a instalação de analisadores contínuos com resultado em tempo real dos níveis de emissão de óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono, oxigênio, material particulado e hidrocarbonetos totais. Além de campanhas periódicas de amostragens para análise dos parâmetros acima mencionados, dioxinas e furanos, metais, ácido clorídrico, ácido fluorídrico, cianetos e dióxido de carbono.

4° - Armazenamento de resíduos

O armazenamento temporário de resíduos realizado dentro da fábrica antes da alimentação dos mesmos no forno, obedece no mínimo aos padrões da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e Resoluções CONAMA, como por exemplo impermeabilização do piso, proteção contra intempéries, isolamento, sinalização, iluminação, plano de emergência, sistema de prevenção e combate a incêndio, monitoramento das águas subterrâneas e superficiais. Obrigando a construção de galpões para armazenamento temporário de resíduos.

5° - Sistemas de dosagem

A eficiência do sistema de dosagem de resíduos é um dos principais aspectos para o bom resultado operacional da atividade de coprocessamento, pois é ele quem controla o fluxo de alimentação, buscando que este seja o mais contínuo e homogêneo possível. A definição dos equipamentos e tecnologias envolvidas nesta etapa do processo está diretamente ligada aos tipos de resíduos que se busca coprocessar, bem como às suas características físico-químicas. O que poderá exigir a instalação de sistemas de alimentação independentes, como por exemplo para resíduos sólidos, variando de acordo com a granulometria, e resíduos líquidos e pastosos.

Os resíduos podem ser alimentados em diferentes pontos do processo, o que definirá este ponto são suas características de similaridade com a matéria prima ou com o combustível principal, sendo alimentados como tal.

6° - Corpo técnico

Visando a gestão e operação da atividade de coprocessamento, torna-se necessária a contração de profissionais específicos para esta finalidade, como também o compartilhamento de profissionais de outras áreas que desempenhem atividades correlatas com a destruição térmica dos resíduos (Engenheiros, Laboratoristas, Operadores, etc). Incidindo como em quaisquer outras atividades em custos com capacitação, salários, benefícios, encargos sociais, etc.

Desta forma, é possível compreender um pouco das variáveis de custos envolvidas neste negócio, a importância de uma eficiente composição e formação de preços e que o seu resultado como diferencial competitivo estará diretamente ligado à eficácia do modelo de gestão sobre ele aplicado.

Porque optar pelo coprocessamento

Publicado em 19/04/2017 em https://www.linkedin.com/pulse/porque-optar-pelo-coprocessamento-de-res%C3%ADduos-le%C3%A3o-do-nascimento/

A destinação de resíduos por coprocessamento no Brasil está próxima de completar 30 anos, as fábricas de cimento começaram a adotar esta prática no início da década de 90.

Amparado por padrões legais ambientais que estabelecem controles e requisitos desde o início do processo de licenciamento até a manutenção de sua operacionalidade de fato. É importante saber que normalmente uma fábrica de cimento possui Licenças de Operação distintas tanto para a atividade de produção de clínquer/cimento, quanto para a atividade de coprocessamento, visto que são regulamentações, processos, controles e impactos diferentes entre si.

Alguns aspectos são importantes de ser conhecidos antes de escolher o coprocessamento como o tratamento a ser dado ao resíduo. Por exemplo:

1° Filtragem e Monitoramento dos Gases

Os fornos de clínquer são monitorados continuamente 24hs por dia, permitindo um acompanhamento e registro níveis de concentração dos materiais particulados e gases emitidos durante o processo de destruição térmica dos resíduos. Parâmetros como oxigênio, monóxido de carbono, óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos totais são monitorados online. Quanto à emissão de particulados o processo é dotado de filtros que retêm as partículas sólidas e liberam o ar limpo.

Além dos ditos “online”, também são realizados monitoramentos periódicos por empresas especializadas contratadas para emissão de relatórios que serão submetidos à apreciação dos órgãos ambientais. Apresentando resultados para emissões de componentes como ácido fluorídrico, ácido clorídrico, monóxido de carbono, hidrocarbonetos totais, compostos orgânicos voláteis, metais, dioxinas e furanos, amônia, cloro, cianeto, óxidos de nitrogênio, óxidos de enxofre e material particulado.

2° Altas Temperaturas

A região de queima do forno está localizada sob uma temperatura de 1450°C, no maçarico a chama chega aos 2000°C, toda parte orgânica dos resíduos é termicamente destruída, transformando-se em vapor d’água e dióxido de carbono. Quanto à parte inorgânica (cinzas) esta é incorporada ao clínquer sem comprometer a qualidade do produto final.

De acordo com os padrões legais o processo precisa garantir uma Eficiência de Destruição e Remoção (EDR) mínima de 99,99% para os Principais Compostos Orgânicos Perigosos (PCOP).

3° Tempo de Residência, Atrito e Atmosfera Alcalina

Os resíduos permanecem no interior do forno por cerca de 30 a 40 minutos, suficientes para garantir a fundição das cinzas no clínquer. Os gases percorrem todo o processo em contra fluxo num tempo de 4 a 6 segundos, permitindo a destruição da parte orgânica.

Em se tratando de um forno rotativo, o movimento de rotação provoca a movimentação dos materiais em seu interior, permitindo que a força de atrito favoreça a absorção da parcela inorgânica pelo clínquer.

Portanto, por ser um processo que garante a destruição completa do resíduo sem a geração de passivos ambientais, vem agregar valor numa produção mais limpa para o gerador, reduzindo os riscos financeiros futuros em decorrência de acidentes ambientais. Permitindo a sua utilização como vantagem competitiva nas oportunidades de negócios, na obtenção de menores prêmios de seguros e em menores taxas de juros na captação de recursos.

Se posicionando como um dos principais atores na promoção das políticas de sustentabilidade e “aterro zero”.

O desafio logístico no desenvolvimento do coprocessamento

Publicado em 14/04/2017 em https://www.linkedin.com/pulse/o-desafio-log%C3%ADstico-desenvolvimento-do-carlos-yuri-le%C3%A3o-do-nascimento/

No desenvolvimento de soluções visando o coprocessamento em fornos de clínquer, fatalmente nos deparamos com o desafio logístico. Normalmente movimentamos materiais com densidade média entre 0,3 e 0,5 g/cm³ e estamos no 5° maior país do planeta em dimensão geográfica, com 8.515.767,049 km² (IBGE 2016), perdendo apenas para Rússia, Canadá, China e Estados Unidos, nesta ordem do 1° ao 4° colocado.

Este desafio tem me estimulado a estudar um pouco sobre Logística dos Transportes, então incluí esta temática na minha maratona pelo conhecimento em favor da rentabilidade e sustentabilidade deste negócio. O ferroviário mostra-se como o principal modal com condições de catalisar o desenvolvimento econômico, ou seja, se queremos diferencial competitivo, deveríamos ter os trilhos como nosso principal “caminho”, mas não único.

Para termos uma ideia, se a carga a ser transportada for de até cerca de 27 toneladas, o modal que se mostra mais competitivo é o rodoviário. Porém, se estivermos tratando de cargas superiores a 40 toneladas, o modal ferroviário sairá vencedor. No geral caminhões deveriam ser mais vantajosos apenas para pequenas cargas e curtas distâncias. Deveriam.

A foto acima ilustra o quanto o Brasil está atrasado em logística, parece que paramos no tempo, e a realidade é ainda pior, chegamos a regredir com o passar dos anos. Em se tratando de malha ferroviária estamos apenas em 11° colocado no mundo com aproximadamente 27.000 km de ferrovias (em 1960 já foram 38.000 km), perdemos para países como a nossa irmã Argentina (8°) e a África do Sul (9°). Além, claro, dos Estados Unidos (1°) com seus quase 227.000 km.

Até o final das décadas de 60 e 70 o modal ferroviário nos Estados Unidos era conhecido por sua onerosidade, regulamentações rígidas e suas 23 bitolas (largura da linha férrea). O que quase provocou sua falência. Na década de 80 ocorreu a unificação das bitolas e o conhecido “Staggers Rail Act” trazendo mais competitividade ao setor com desregulamentação e novos “players”, resultando em preços menores e maior volume transportado. Permitindo-os chegar à potência econômica que são hoje.

Mas voltando ao Brasil, alguém poderia dizer que estou enganado, pois temos 30.000 km de ferrovias. E eu responderia, vamos com calma... Estes 3.000 km a mais, só alcançamos incluindo linhas urbanas de passageiros. Mas para negócios que é o que nos interessa, temos que nos contentar com os míseros 27.000 km, utilizados hoje basicamente para o transporte de minérios.

Se não bastasse esta limitação, ainda temos de conviver com os 3 tipos de bitolas diferentes que, portanto, dividem nossa malha em três. Existe também a mista que apresenta trilhos paralelos formando bitolas diferentes numa mesma linha.

Quando comparamos o custo de frete rodoviário e ferroviário, no Brasil o trem costuma ser em média 30% mais barato, dado de experiência própria, mas quando incluímos os custos rodoviários para deslocamento das cargas até as estações de transbordo e delas até o destino final, estes 30% somem e a operação se torna inviável. Quando não, esbarramos nas questões de licenciamento da operadora para transportar determinados tipos de materiais.

Vale ainda ressaltar que o transporte sobre trilhos polui menos e apresenta maior nível de segurança se comparado ao rodoviário. Então, se tivermos a possibilidade de eliminar ou minimizar os custos com as “pernas” rodoviárias de carregamento e descarregamento, conseguiremos viabilizar o transporte por linha férrea. Caso contrário, o transporte rodoviário para todo o trecho será praticamente inevitável.

Porque insistimos em aterros?

Publicado em 09/04/2017 em https://www.linkedin.com/pulse/porque-insistimos-em-aterros-carlos-yuri-le%C3%A3o-do-nascimento/

Quando finalmente fora sancionada a Lei 12.305 em 02 de agosto de 2010, instituindo a Política Nacional de Resíduos Sólidos - PNRS, houve uma grande celebração por todas as partes interessadas em transformar o desenvolvimento sustentável numa realidade em nosso país.

Estamos nos aproximando do 7° aniversário da PNRS e pouco temos a comemorar. No seu artigo 9° é definida a ordem de prioridade na gestão e gerenciamento de resíduos sólidos, onde a disposição final é colocada apenas como última opção e limitada aos rejeitos.

Porém, quando se fala da Lei 12.305 é comum escutarmos que “O Brasil está atrasado na implantação dos aterros sanitários”, ou seja, além das dificuldades de implementação, com tom de frustração, parece que a PNRS foi reduzida à “lei dos aterros”.

De acordo com a Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais - ABRELPE, em 2015 foram geradas 79,9 milhões de toneladas de Resíduo Sólido Urbano (RSU) no Brasil, geração 1,65% maior que em 2014, percentual maior que o dobro quando comparado ao crescimento da população brasileira, que foi de 0,8% em relação ao ano anterior. Destas 79,9 milhões de toneladas, 90,8% estiveram cobertas por coleta, porém apenas 42,6 milhões de toneladas seguiram para aterro sanitário. Enquanto que 30 milhões de toneladas foram dispostas indevidamente.

Se somarmos estas 30 milhões aos 10,2% da geração que não possuíram coleta, resultamos em 37,3 milhões de toneladas que foram destinadas de maneira ambientalmente inadequada.

Estes números são preocupantes quando comparados aos de países como a Suécia, líder mundial em tecnologia de aproveitamento de resíduos sólidos, onde apenas cerca de 1% da geração é disposta em aterros.

Ou seja, estamos discutindo sobre como aterrar nossos resíduos (processo com baixo valor agregado) enquanto outros países estão gerando energia! Aliada à redução de custos e impactos ambientais, com geração de emprego e renda.

Através do RSU é possível produzir Combustível Derivado de Resíduos – CDR, para consumo pela indústria. Sendo ainda viável a obtenção de biogás (constituído de 55-75% de gás metano) para geração de energia elétrica e combustível para veículos.

Mas como é possível comparar a Suécia com o Brasil se as diferenças culturais e econômicas são gritantes? É possível sim! Principalmente se pensarmos que para chegar a este patamar cultural e tecnológico, a Suécia tomou a decisão de valorizar seus resíduos há mais de 30 anos atrás. Ou seja, se continuarmos insistindo no desejo da "proliferação dos aterros", infelizmente daqui a 30 anos ainda estaremos discutindo maneiras de como aproveitar melhor os nossos resíduos.

Então, porque continuamos insistindo em aterros?