Tecnologia ambiental – Coprocessamento: Uso de resíduos em fornos de cimento cresce 25%

Tecnologia ambiental consagrada mundialmente – ganhou ainda mais força no país com as determinações previstas na Política Nacional de Resíduos Sólidos: fechar lixões até 2014 e eleger a disposição em aterros como última alternativa para resíduos –, o coprocessamento em fornos de cimento continua a crescer de forma considerável.

Química e Derivados, Cimenteiras licenicadas para coprocessamento (35 unidades*)
Cimenteiras licenicadas para coprocessamento (35 unidades*)

Levantamento da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), entidade que congrega as principais cimenteiras do país, registrou em 2012 aumento de 25% no volume de resíduos coprocessados – como substituto de combustível ou de matéria-prima –, o que totalizou 1,45 milhão de toneladas, contra o montante de 1,16 milhão de t atingido em 2011. Desse total, 951 mil toneladas (66%) substituíram a energia térmica de combustíveis fósseis, em específico o coque de petróleo utilizado pelos fornos de clínquer das cimenteiras. Já os 34% restantes, 499 mil t, entraram nos sistemas como substitutos de matérias-primas do cimento, por contarem com calcário e argila.

O crescimento do mercado é visível já há alguns anos, em virtude das vantagens ambientais e da disponibilidade de oferta. Solução que efetivamente destrói o resíduo nos fornos, que operam a cerca de 1.200ºC, queimando-o como combustível ou incorporando-o ao cimento, o coprocessamento paulatinamente vem ocupando a capacidade total instalada de 2,5 milhões de t. Das 51 fábricas integradas de cimento do país, 36 delas estão licenciadas para a atividade, sendo 17 no Sudeste. Em 2010, foram coprocessadas 870 mil toneladas, número que foi aumentado em 25% no ano seguinte, coincidindo com a época em que o boom da construção civil atingiu de forma muito positiva a indústria de cimento. O ritmo de crescimento, em 2013, segundo revelou o gerente de tecnologia da ABCP, Yushiro Kihara, deve continuar a ser acima de 10%, não no mesmo nível registrado nos últimos dois anos, mas de forma consistente.

Embora o cenário seja favorável, o potencial de uso da tecnologia é muito maior, na opinião do gerente da associação. Como comparação, na Alemanha, cerca de 70% do combustível utilizado pelas cimenteiras tem origem residual, enquanto, no Brasil, em 2012, esse percentual foi de apenas 10%. “Ou seja, a indústria ainda é muito dependente do coque de petróleo”, disse. Aliás, o Brasil não é autossuficiente nesse combustível residual do refino petroquímico. Nos últimos cinco anos, o déficit comercial foi de US$ 2,2 bilhões, o equivalente a cerca de 19,7 milhões de toneladas.

Química e Derivados, Unidades de blendagem para coprocessamento (19 unidades)
Unidades de blendagem para coprocessamento (19 unidades)

Pode duplicar – Caso a procura aumente, o Brasil tem condições de duplicar sua capacidade de coprocessamento apenas com modificações nos fornos já licenciados, sem precisar recorrer a mais unidades. Porém, quando houver a necessidade de ampliação para além dos fornos atualmente licenciados, o mercado precisará vencer três barreiras: 1) Há regiões no país com indisponibilidade de resíduos com poder calorífico suficiente para entrar nos fornos; 2) O investimento para controle de emissões atmosféricas, que permite o coprocessamento, é muito alto; e 3) O processo de licenciamento é burocrático e rigoroso.

Para ser apto ao coprocessamento, o resíduo precisa ter poder calorífico de no mínimo 2.900 kcal/kg, para agregar capacidade térmica no processo de combustão acostumado a operar com o coque de petróleo, com 9 mil kcal/kg. “A partir daí ele passa a ser interessante para a cimenteira”, disse Kihara. Mesmo assim, isso não significa que a cimenteira pague pelo combustível, pelo contrário, ela recebe um valor para incluí-lo no forno, em uma faixa de preço mínima de R$ 250,00/t.

E o resíduo ainda precisa ter sido preparado por unidades de blendagem (mistura) que aglomeram e trituram resíduos líquidos, sólidos e pastosos, na granulometria certa. Há várias no país, nas mãos de empresas de gerenciamento ambiental, que se responsabilizam por resíduos industriais de terceiros.

As unidades de blendagem misturam e trituram (em granulometria menor do que 50 mm) os rejeitos industriais sólidos e também os deixam impregnados de outros resíduos líquidos e pastosos com poder calorífico. Os mais comuns são: solventes, borras oleosas, equipamentos de proteção individual usados, papéis, madeiras e solos contaminados. Um outro exemplo de material que também está sendo muito utilizado como combustível alternativo são os pneus, cujo poder calorífico é alto, de até 8 mil kcal/kg.

A destruição de pneus em fornos de cimento se mantém estável no Brasil. O levantamento da ABCP aponta que em 2012 foram destruídas 228 mil t de pneus inservíveis (cerca de 70% do total), contra 220 mil t de 2011. Trata-se de uma média de 45 milhões de pneus, um volume não muito aquém em relação aos países desenvolvidos. Com a mesma tecnologia, na União Europeia anualmente são destruídos 110 milhões; nos Estados Unidos, 62 milhões; e, no Japão, 38 milhões de pneus.

Química e Derivados, Entrada de forno da Lafarge: 20% de resíduos
Entrada de forno da Lafarge: 20% de resíduos

Bom futuro – O menor poder calorífico dos blends de resíduos industriais faz as cimenteiras cobrarem para coprocessar resíduos gerenciados por empresas de serviços ambientais, que se responsabilizam pela destinação de rejeitos de seus clientes. A tecnologia compete com a destinação em aterros, cujo preço médio de destinação oscila entre R$ 50 e R$ 150/t, mas tem a vantagem de destruir definitivamente os resíduos, sem gerar subprodutos.

No longo prazo, a estimativa é favorável. A opção tende a crescer com as determinações da Política Nacional de Resíduos Sólidos de desestimular a destinação de resíduos em aterros, inclusive os domésticos, que já começam a ser destruídos em fornos de cimento, como ocorre em Cantagalo (RJ), na cimenteira Lafarge, que coprocessa o lixo da cidade fluminense.

No município, onde a cimenteira conta com forno de clínquer, uma parceria com a prefeitura faz com que a unidade produtiva de cimento receba desde 2009 por volta de 40 toneladas mensais da parte não reciclável do lixo doméstico. Para tornar viável o procedimento, há um sistema de coleta seletiva que separa o lixo seco (vidro, papel, papelão, plástico etc.) do molhado (orgânico, como os restos de alimentos).

O coprocessamento é utilizado no Brasil desde o início da década de 90. A solução ambiental faz uso dos resíduos em substituição parcial ao combustível empregado para alimentar as chamas dos fornos, que transformam calcário e argila em clínquer, matéria-prima do cimento. A queima se realiza em condições controladas, dentro do marco regulador existente, de acordo com a Política Nacional de Resíduos Sólidos aprovada em 2010.

A combustão é a reação principal do processo de fabricação do cimento. A temperatura da chama, o tempo de residência dos gases e a turbulência no interior do forno de cimento são ideais aos padrões exigidos para a destruição de resíduos perigosos. No Brasil, é proibido o coprocessamento de contaminantes com organoclorados, para prevenir a formação de dioxinas, em virtude do cloro. Mas a experiência técnica diz o contrário, já que a temperatura da queima é superior àquela que normalmente forma esses contaminantes atmosféricos (1.200ºC contra 800ºC). Tanto é assim que na Europa os fornos de cimento recebem resíduos organoclorados.

Química e Derivados, Unidades destinadoras de resíduos – Empresas privadas
Unidades destinadoras de resíduos – Empresas privadas

Blendagem – Segundo levantamento da Associação Brasileira das Empresas de Tratamento de Resíduos (Abetre), há no país 19 unidades de blendagem (mistura e preparação) de resíduos. Muitas delas pertencem a empresas criadas pelas próprias cimenteiras, que ou realmente fazem o preparo dos resíduos com instalações próprias ou intermedeiam a entrada dos pedidos com empresas especializadas em tratamento de resíduos.

Há grupos fortes da área de resíduos com unidades de blendagem espalhadas pelo país e que apostam no crescimento do mercado fazendo investimentos. Um exemplo é a Essencis, com atuação ampla em gerenciamento de resíduos domésticos e industriais, com aterros, soluções térmicas, de manufatura reversa e com três unidades de valorização de resíduos para coprocessamento: em Curitiba-PR, Magé-RJ e em Betim-MG.

A unidade mineira é a mais nova e foi inaugurada há dois meses, atuando em acordo com a cimenteira Lafarge (e sua divisão de coprocessamento Ecoprocessa). A Essencis faz questão de chamar suas unidades de UVE (Unidades de Valorização Energética), porque elas têm a função de transformar uma série de resíduos de seus clientes em um combustível auxiliar, como ocorre nos fornos da Lafarge licenciados em Minas Gerais (Arcos, Matozinhos e Montes Claros), que recebem por tonelada para coprocessá-los.

Química e Derivados, Unidade em Arcos recebe blends com alto poder calorífico
Unidade em Arcos recebe blends com alto poder calorífico

“Deixamos o blend com poder calorífico entre 3.500 e 4.500 kcal/kg e granulometria menor do que 50 mm, os padrões exigidos pela cimenteira”, disse o analista de negócios estratégicos da Essencis, Pedro Carsalade. “E o diferencial é que o suprimento é muito homogêneo, sem as muitas variações que normalmente ocorrem no mercado”, completou.

A Essencis divide seus blends em duas linhas de produtos: os impregnados e os triturados. A primeira linha, com umidade maior e serragem agregada no preparo, produz substitutos energéticos (normalmente oriundos de borras oleosas) com granulometria definida, tendo opção para diversos diâmetros, por meio do ajuste da peneira rotativa. Inicialmente, o produto final será de 50 mm, para alimentação do pré-calcinador, e terá capacidade de produção de 25 m³/hora.

Já a segunda linha recebe resíduos que passaram pelos processos de estruturação/desidratação (retirada da umidade) e inertização do material, buscando as especificações para o coprocessamento. A unidade de processamento tem capacidade de 300 toneladas/dia de recebimento. Até o momento já foram enviadas cerca de 700 toneladas de resíduos de mais de 30 clientes da Essencis. A Fiat, de Betim, é uma das empresas com contrato para enviar todo o seu resíduo para o coprocessamento.

Com a implementação da unidade e de outros projetos na área, a expectativa é a de que, até 2017, 53% dos resíduos industriais atualmente destinados em aterros pela empresa sejam utilizados como matriz de valorização. Segundo o diretor da Essencis Minas Gerais, Aluísio Peres, o projeto na unidade, além de aumentar o teor de combustíveis alternativos para a Lafarge, vai permitir que a empresa caminhe para mudar um paradigma do coprocessamento. Isso porque a parceria com a Lafarge contempla o melhoramento contínuo dos blends, principalmente no que diz respeito ao seu poder calorífico.

“A tendência, que no próximo ano deve ficar mais nítida, é o blend ganhar valor, tornando-se um combustível alternativo muito interessante para a cimenteira”, disse. Em outras palavras, essa tendência significa que as empresas de gerenciamento ambiental e geradores caminharão para pagar menos para as cimenteiras destruírem seus resíduos. E não será surpresa, na opinião de Peres, se os papéis se inverterem, ou seja, que eles vendam os blends para as cimenteiras. O laboratório da Essencis, explica Peres, encaminha suas pesquisas nesse sentido, aliás, com a anuência da Lafarge, que tem como meta chegar em 2020 com 50% dos seus fornos alimentados por combustíveis de resíduos.

Química e Derivados, Resíduos industriais - Quantidades processadas - por tecnologia de tratamento
Resíduos industriais – Quantidades processadas – por tecnologia de tratamento

Lixo doméstico – Para a Lafarge, mesmo já trabalhando com o coprocessamento há alguns anos, o nível de preparação dos blends alcançado no projeto com a Essencis é considerado inédito, por conseguir aumentar a substituição de combustível na matriz energética. De acordo com o seu gerente de ecologia industrial, Roberto Mendes, a empresa tem a expectativa de estender a experiência para as outras unidades do grupo francês no país.

De acordo com Mendes, dependendo da qualidade e do tipo de forno, pode ser alcançada uma substituição térmica de 50% do calor necessário. “Como cada forno tem a sua capacidade de produção, o parâmetro de avaliação é a substituição térmica”, disse. Segundo ele, a média em volume pode ser estimada em aproximadamente 35 mil t por ano de resíduos em um forno. Atualmente a Lafarge Brasil substitui 20% da demanda de combustível nos seus fornos com combustível de resíduos. Mas a meta é até 2020 elevar essa participação para 50%.

Quarto maior grupo cimenteiro do país (a empresa também produz concreto e outros materiais de construção), hoje quatro unidades de produção de cimento da Lafarge são licenciadas para o coprocessamento: Cantagalo-RJ e as existentes nas cidades mineiras de Arcos, Matozinhos e Montes Claros. Em Minas Gerais, o projeto com a Essencis contempla o consumo mensal de 1.500 t até o final de 2014. Os resíduos são usados somente como substituto térmico, com granulometria de 25 a 50 mm e um poder calorífico médio de 3.000 kcal/kg. Além da Essencis, a Lafarge tem contratos para receber blends de empresas como Recitec, Renova, Haztec e Resicontrol.

Em Cantagalo, o coprocessamento é inédito no país por ser uma parceria com a prefeitura local para destruir termicamente os resíduos urbanos inorgânicos. Todo o lixo doméstico coletado no município passa por um processo de triagem em usina da prefeitura. Neste local, o material reciclável é separado para destino adequado. O restante, não reciclável, passa então por compostagem, após a qual a parte fina (orgânica) resulta em um adubo natural fornecido de forma gratuita a agricultores da região. A fração grossa (inorgânica) do material, cujo único destino possível antes da parceria era o depósito em aterros, é então destruída no coprocessamento no forno da Lafarge de Cantagalo. Das 350 toneladas de lixo descartadas no município, 15% são aproveitadas no processo produtivo. Segundo a Lafarge, processos similares serão replicados no médio prazo em outras cidades, mas por questões de mercado os detalhes não podem ser revelados.

Química e Derivados, Bernadete: Holcim tem unidades próprias de blendagem
Bernadete: Holcim tem unidades próprias de blendagem

Tratamento próprio – Algumas cimenteiras contam com suas próprias unidades de preparação de resíduos, integradas às suas fábricas. Este é o caso do grupo Holcim Brasil, que tem a divisão Resotec, cujas centrais de blendagem ficam nas unidades cimenteiras de Cantagalo-RJ, Barroso-MG e Pedro Leopoldo-MG.

Segundo a supervisora de vendas da Resotec, Bernadete Carvalho, as unidades trituram e misturam resíduos industriais líquidos, sólidos e pastosos, como equipamentos de proteção individual usados, pneus, papéis, plásticos e solos contaminados, para que tenham poder calorífico de no mínimo 2.000 kcal/kg. “Quando entram para substituir matéria-prima, levamos em conta a quantidade de argila e calcário”, disse Bernadete.

Com 157 fábricas em 70 países, o grupo suíço utiliza o coprocessamento em 40 desses países, desde meados dos anos 1980, em escala industrial. Em 2008, obteve uma taxa de substituição térmica (TSR) de combustíveis fósseis de 12,2%. Mundialmente, cerca de 80% dos materiais coprocessados pela Holcim são resíduos de óleos e resíduos não perigosos, como pneus, plástico, madeira, água de esgoto etc. Segundo Bernadete, no Brasil, assim como nas outras unidades pelo mundo, aproximadamente 80% dos resíduos entram como substituto de combustíveis e 20% como matéria-prima.

Em agosto de 2012, a empresa anunciou investimentos de R$ 1,4 bilhão na expansão da fábrica de Barroso. A capacidade de produção passará dos atuais 1,2 milhão de toneladas de cimento por ano para 3,6 milhões de toneladas/ano. Com a meta de atender à forte demanda por cimento no mercado brasileiro, a empresa prevê concluir as obras e iniciar a operação da fábrica no final de 2014. Os investimentos em coprocessamento nessa expansão serão proporcionais à nova capacidade dos fornos.

Os principais resíduos recebidos pela Holcim são: substâncias oleosas; catalisadores usados; resinas, colas e látex; pneus e emborrachados; solventes; borras ácidas; lodos de tratamentos; terras contaminadas; revestimentos de cubas de alumínio; papel e papelão contaminados; e resíduos não perigosos, como pneus, plástico, madeira e água de esgoto.

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