Os desafios para viabilizar resíduos agrícolas como combustíveis

Diversos centros de pesquisa no país avaliam e desenvolvem métodos de pré-tratamento de resíduos agrícolas a fim de viabilizar a sua utilização como combustíveis e reduzir os seus custos

Atualmente, cerca de 9% de toda a energia elétrica gerada no Brasil provém da queima de biomassa – principalmente bagaço de cana; e essa participação pode ser ampliada de forma significativa com a utilização de outros resíduos agrícolas, tais como palha de cana (ainda pouco utilizada, com potencial de geração de energia semelhante ao do bagaço de cana), casca de arroz, palha e sabugo de milho, casca de café, palha de trigo, cascas e podas de árvores etc.

A utilização comercial desses resíduos como fonte de energia, no entanto, tem esbarrado em uma série de problemas envolvendo coleta, logística de transporte, teores elevados de contaminantes, dentre outros.

Os resíduos agrícolas, em geral, apresentam baixa densidade e, normalmente, arrastam quantidades elevadas de impurezas do solo. No caso da palha de cana, estão em fase de testes a colheita mecanizada da palha de cana com o colmo, com separação da palha na usina, e as enfardadoras, que separam a palha no campo, na forma de fardos, transportados posteriormente para as usinas.

Como os custos de transporte de resíduos agrícolas in natura são elevados devido à baixa densidade, a sua utilização como combustível fica restrita a um raio em torno de 100 km do ponto de coleta. Tecnologias para aumentar a densidade dos resíduos em locais próximos aos pontos de geração já estão em fase comercial, como a compactação, e outras ainda se encontram em desenvolvimento, como a pirólise rápida.

A pirólise rápida converte a biomassa do resíduo agrícola em um óleo, conhecido como bio-óleo ou alcatrão, com aproveitamento energético em torno de 70%. Esse combustível líquido, com densidade pouco acima da água, tem conteúdo energético em torno da metade do óleo combustível fóssil. A compactação gera pellets (cilindros compactados de biomassa com 1 cm de diâmetro) ou briquetes (cilindros de diâmetros acima de 10 cm) com baixa umidade e densidade cerca de cinco a seis vezes mais elevada do que a do resíduo original, em torno de 700 kg/m³. Tanto o bio-óleo como os pellets, além de terem custos de transporte menores, apresentam uniformidade de composição e tamanho, o que lhes confere propriedades de combustão muito superiores aos dos resíduos in natura.

Além da problemática de coleta e logística de transporte, muitos resíduos agrícolas apresentam elementos constituintes prejudiciais ao processo de combustão, como cloro e potássio (p.ex. palha de cana, palha de milho, palha de trigo, palha de algodão, capim elefante etc.). Teores elevados desses elementos na biomassa podem levar à formação de gases ácidos no interior de equipamentos de combustão (principalmente ácido clorídrico) que podem corroer de forma intensa as partes metálicas, bem como formar depósitos sólidos (óxidos e sais), prejudicando a circulação de gases de combustão e a troca de calor. Métodos para evitar esses problemas estão em avaliação e desenvolvimento, como a pré-lavagem dos resíduos com água para a remoção dos contaminantes, torrefação (aquecimento brando da biomassa a temperaturas em torno de 220oC) e utilização de aditivos na combustão, minimizando, e até eliminando, os problemas de corrosão e incrustação.

Atualmente, diversos centros de pesquisa no país, dentre os quais o IPT, estão avaliando e desenvolvendo métodos de pré-tratamento de resíduos agrícolas a fim de viabilizar a sua utilização como combustíveis e reduzir os seus custos, tornando-os competitivos e com a vantagem de serem neutros na emissão de gases de efeito estufa.

Ademar Hakuo Ushima é pesquisador do Centro de Tecnologia Mecânica, Naval e Elétrica do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT).

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