UNIASSELVI FAMEGENGENHARIA CIVIL
ALINE AZEVEDOJNIOR FRANALUCAS LIMARENATO ROCHA
UTILIZAO DA CINZA DO BAGAO DA CANA-DE-ACAR COMO MATRIA PRIMA DE
TELHAS DE CONCRETO
GUARAMIRIM, SCJunho de 2013ALINE AZEVEDOJNIOR FRANALUCAS
LIMARENATO ROCHA
UTILIZAO DA CINZA DO BAGAO DA CANA-DE-ACAR COMO MATRIA PRIMA DE
TELHAS DE CONCRETO
Trabalho apresentado disciplina de Homem, Cultura e Sociedade,
como requisito parcial para avaliao do segundo bimestre, sob
orientao da Prof.(a) Thas Pestana.
GUARAMIRIM, SCJunho de 2013INTRODUO
Pensando no amanh, como futuros Engenheiros Civis, no podemos
deixar de nos preocupar com o Meio Ambiente, assunto este cada vez
mais abordado em todos os meios de comunicao na ltima dcada. Nesse
contexto, podemos observar que o Brasil o maior produtor
sucroalcooleiro do mundo, liderando tecnologia no ramo, em rea de
plantio e consequentemente em exportao de acar e etanol. Sendo
responsvel pela produo de cerca de 55% do etanol consumido em todo
o planeta.Com esses resultados, no podemos deixar de pensar na
questo ambiental envolvida em tudo isso. A inspirao para este
trabalho, teve como base observaes de vrias visitas tcnicas do
aluno Renato Rocha, membro deste grupo, vrias usinas de etanol e
acar no interior de So Paulo em 2012, onde pode observar a imensido
de resduos gerados no processo de produo destes produtos.Sendo
assim, o objeto de estudo deste trabalho a cinza do bagao da
cana-de-acar (CBC), resduo esse obtido atravs da queima do bagao
que sobra na extrao do caldo da cana. Cerca de 95% de todo o bagao
produzido no Brasil so queimados em caldeiras para gerao de vapor
gerando como resduo essa cinza, podendo-se configurar em srios
problemas ambientais por no ter um descarte adequado.Os nmeros so
cada vez mais preocupantes, visto que o Brasil atualmente produz
por volta de 120 milhes de toneladas de cana-de-acar por ano e a
cinza obtida no possui um descarte ecologicamente
correto.Observa-se que j existem diversos estudos aprofundados no
assunto, buscando uma alternativa para essas cinzas. Porm, com o
aumento anual na produo, v-se cada vez mais a necessidade de novas
ideias para o uso adequado destes resduos.Apresentaremos ento nossa
ideia ao decorrer deste trabalho, apenas de forma terica, por ainda
no termos conhecimento tcnico para anlises e estudos especficos
necessrios.
1. A histria da cana-de-acar no Brasil
Algumas dcadas aps o descobrimento do Brasil h indcios que
Martin Afonso de Souza em 1532 fundou o primeiro engenho chamado So
Jorge, que ficava na cidade de So Vicente/SP. Aps isso, na regio
onde hoje fica Pernambuco, foram construdos engenhos por Duarte
Coelho. Outras locais como a Bahia, em 1538, e Alagoas, em 1575,
receberam orientao para o cultivo da cana nas primeiras dcadas da
colonizao. Devido ao grande crescimento da cultura da cana, e vasta
quantidade de terras para isso, por volta de 1550, o Brasil j se
tornava o maior produtor de acar do mundo. Foi no nordeste
Brasileiro que a plantao deste cultivo se expandiu rapidamente, em
funo de excelentes condies de solo e clima, de tal maneira que,
dezessete anos passados, j existiam 23 engenhos s em Pernambuco.
Aps se tornar o maior produto cultivado no Brasil, fatos
importantes mais atuais marcaram a histria deste setor, como em
1933 houve a criao do Instituto do Acar e do lcool (IAA), que tinha
como objetivo centralizar toda operao de exportao do produto, o
qual estava em falta no mercado mundial. O IAA foi extinto na dcada
de 90, onde se iniciou um lento processo de regulao do setor. J
dcada de 70, o IAA lanou o Prolcool (Programa Nacional do lcool),
que tinha como objetivo a mistura do lcool anidro na gasolina, com
isso houve um grande investimento do pas junto ao Banco Mundial,
para o aumento das plantaes no pas, causando um grande aumento no
nmero de usinas e destilarias em todos os estados brasileiros.Em
1971, o IAA criou o Plano Nacional de Melhoramento da Cana-de-acar,
desenvolvido para evitar o aumento da dependncia externa quanto
ocorreu aumento significativo no preo do petrleo no mercado
mundial. Esse Programa substituiu por uma frao de lcool anidro um
volume de gasolina pura por uma frota superior a 10 milhes de
veculos a gasolina, evitando assim, nesse perodo, emisses de gs
carbnico da ordem de 110 milhes de toneladas de carbono (contido no
CO2), evitando tambm a importao de aproximadamente 550 milhes de
barris de petrleo, e ainda, proporcionando uma economia de divisas
da 11,5 bilhes de dlares.Atualmente, segundo resultados da safra de
2012/13, estima-se que a rea destinada para o plantio da cana seja
de 8.528 mil hectares. O estado de So Paulo lidera a produo com
aproximadamente 51,82% (4.420 mil hectares) da produo brasileira,
logo aps vem Gois com 8,69% (742 mil hectares), depois os estados
de MG (8,46%), PR (7,13%), MS (6,50%), AL (5,26%), PE (3,63%), j os
demais estados as reas de plantio so menores do que 3%. Devido a
essa grande rea de plantio sendo uma das principais atividades
agrcolas do pas, o Brasil responsvel pela produo de cerca de 53% do
lcool etlico consumido no planeta, e o maior produtor mundial de
acar, liderando com 61% das exportaes. Abaixo, mapa de distribuio
do plantio no Brasil.
Figura 1. Mapa da distribuio da cana-de-acar no Brasil. Fonte:
NICA, 2009.
2. Esquema de Produo de acar e etanol e seus resduos
Desde o plantio at a etapa final de produo do acar e etanol
todas as etapas de produo so ricas em detalhes e sub-processos.
Abaixo pequeno fluxograma do esquema de produo. Destacado em
vermelho o bagao, que um subproduto destes processos.
LAVAGEMColheita da CanaFolhas e pontasgua de lavagemEXTRAO DO
CALDOBagaoTRATAMENTO DO CALDOTRATAMENTO DO CALDOTorta de
filtroPRODUO DE ACARACARFERMENTAOLeveduraTorta de
filtroDestilaoVinhaaETANOL
Legenda:
Subproduto/ResduoProduto finalEtapa de processoMatria prima
2.1 Bagao
O bagao gerado na extrao do caldo da cana, atualmente utilizado
para gerao de energia nas usinas, atravs da queima, o que faz
dessas usinas serem auto-suficientes energeticamente. Ao final do
processo de queima, o resduo gerado a cinza do bagao da cana
(CBC).Hoje em dia, a produo de bagao gira em torno de 120 milhes de
toneladas por ano, onde em cada tonelada de cana-de-acar produzido
aproximadamente 25 quilos de cinza residual, que possui 77% de
areia de quartzo e p de carvo. As cinzas so obtidas da queima da
palha nos canaviais e da queima do bagao nas caldeiras. Na caldeira
so produzidos dois tipos de cinzas: a volante e a pesada. As cinzas
volantes so geradas pela lavagem de gases formados na caldeira com
jato de gua. Essa gua encaminhada para tanques, e permanece at sua
decantao e depois so retiradas e enviadas para as lavouras. J as
cinzas pesadas saem direto da caldeira e so depositadas em caambas
at serem enviadas para a lavoura (imagem 2).
Figura 2. Caamba de CBC.
Atualmente, a destinao dessas cinzas um dos problemas
enfrentados pelos administradores das usinas, Hoje grande parte
dessas cinzas so armazenadas nas proximidades das usinas (Figura 3
e 4 abaixo), sendo novamente lanada no solo como fertilizante, e
boa parte no sabe-se o destino que tomada, onde provavelmente no
feito um descarte ambientalmente correto. Somente na safra de
2010/2011, a produo de CBC ultrapassaria 40 toneladas dirias, caso
todo o bagao de cana-de-acar fosse transformado em cinza com o
objetivo de gerao de energia. Atualmente, a maior parte desse
volume de cinza disposto no meio ambiente sem um manejo eficiente,
e como se trata de um material de difcil degradao, pode permanecer
em depsitos ao ar livre por longos perodos de tempo. Essas cinzas
no possuem nutrientes minerais adequados para adubao e nem para
alimentao de animais sendo um material de difcil degradao, pois sua
composio tem quase 80% de dixido de silcio (SiO2) em forma de slica
cristalina, sendo assim semelhante areia extrada de rios, que pode
ser utilizada como matria prima na produo de materiais pozolnicos
para concreto, substituindo a argila ou moda juntamente com o
clnquer.
Figura 3. Depsito de CBC Usina da Barra Barra Bonita/SP.Fonte:
Arquivo pessoal Renato Rocha (2012).
Figura 4. Depsito de CBC Araatuba/SPFonte: Arquivo Faculdade de
Tecnologia De Araatuba
Para cada tonelada de bagao queimado na gerao de energia, so
gerados, aproximadamente 25 kg de cinza. As caractersticas dessas
cinzas so influenciadas pelas condies de queima do bagao. Na figura
5 abaixo, a esquerda temos o bagao da cana antes da queima, e da
direita para a esquerda podemos observar as cinzas produzidas nas
caldeiras com tons mais escuros, que caracterizam cinzas com alto
teor de carbono, e com tons mais brancos, que indicam a combusto
completa.
Figura 5. Bagao da cana e cinzasFonte: Arquivo Universidade
Federal de So Carlos
3. Alternativas para a CBC
Atualmente h diversos projetos e estudos em andamento
relacionados a CBC. De todos os segmentos da Construo Civil, o que
mais se desenvolveu e que teve mais abrangncia quanto aplicao dos
conceitos de sustentabilidade, foi o de materiais e componentes da
construo, principalmente os que usam o cimento Portland como
matriz. Vrios estudos tm sido desenvolvidos sobre a incorporao de
resduos nos materiais de construo, at mesmo substituindo produtos j
consagrados, como a areia e o cimento Portland, seja de forma
parcial ou total.Alm dos projetos para substituio de agregados do
concreto por CBC, o projeto mais conhecido atualmente o alunas das
Samantha Ferreira e Tasa Tenrio, ambas formadas em Edificaes pelo
IFAL (Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia de Alagoas)
de Palmeira dos ndios (imagem 4 e 5), onde criaram um tijolo feito
da CBC.
Figura 4. Jovens alagoanas criam tijolo com cinzas do bagao da
cana-de-acar.Fonte: G1.GLOBO.COM (disponvel em
http://goo.gl/T92yqY)
Figura 5. Jovens alagoanas criam tijolo com cinzas do bagao da
cana-de-acar.Fonte: G1.GLOBO.COM (disponvel em
http://goo.gl/T92yqY)
4. PROPOSTA DE PROJETO
Temos ento, como objetivo, usar a CBC para confeco de um tipo de
telha de cimento/concreto, onde atravs desses estudos, para
substituir a telha de concreto atualmente comercializada (imagem
6).
Figura 6. Telhas de concretoFonte: Telhas Picapau (Disponvel em
http://goo.gl/tf1zCI).
Tendo o cimento Portland como principal matria prima,
acreditamos que seja possvel a substituio parcial ou total dos
agregados cimento pela CBC para a confeco destas telhas.A ideia
criar um tipo de cimento ecolgico tendo como principal matria prima
a CBC. Caso possvel, este cimento poderia ser utilizado para
diversas prticas na construo civil, onde primeiramente o foco deste
projeto seria a futura confeco destas telhas.Devido a estarmos no
primeiro perodo da graduao, ainda no temos capacidade tcnica para
anlise fsico/qumico da CBC, testes de resistncia, clculos, confeco
de corpos de prova, e demais atividades necessrias para avaliar se
esta ideia vivel ou no.
CONCLUSO
Com estudos realizados para a idealizao de nosso projeto, vemos
que h sim, diversas maneiras de tratar de forma ambientalmente
correta as cinzas do bagao da cana-de-acar.E como futuros
engenheiros devemos nos preocupar ainda mais com o meio ambiente,
pois dependendo da rea de atuao que cada um assumir, poderemos pr
em prtica muitos conceitos ambientais para um futuro melhor.Esta
idealizao de uma alternativa para a CBC com certeza ser revista ao
longo do curso, pois a tendncia que o Brasil continue na liderana
sucroalcooleira, sendo assim, precisa-se de uma alternativa correta
para o descarte desses resduos.
Referncias bibliogrficas
Links:
UTILIZAO DA CINZA DE BAGAO CANA-DE-ACAR COMO FILLER EM COMPOSTOS
DE FIBROCIMENTO, Universidade de So Paulo (USP), disponvel em:
http://www.usp.br/constrambi/producao_arquivos/utilizacao_da_cinza_de_bagaco.pdf
Matria G1 (Globo) Jovens alagoanas criam tijolo com cinzas do
bagao da cana-de-acar, disponvel em:
http://g1.globo.com/al/alagoas/noticia/2013/12/jovens-alagoanas-criam-tijolo-com-cinzas-do-bagaco-da-cana-de-acucar.html
Estudo das caractersticas fsicas e qumicas da cinza do bagao de
cana-de-acar para uso na construo, Revista Tcnologica, Universidade
Estadual de Maring (UEM), disponvel em:
http://periodicos.uem.br/ojs/index.php/RevTecnol/article/view/8728
CANA-DE-ACAR, Ministrio da Agricultura, disponvel em:
http://www.agricultura.gov.br/vegetal/culturas/cana-de-acucar
Caracterizao de concretos confeccionados com a cinza do bagao da
cana-de-acar, CINPAR 2010, VI Congresso Internacional sobre
Patologia e Reabilitao de Estruturas .
ANEXOS
Figura 7. Esteiras para transporte da cana-de-acar Usina da
Barra Barra Bonita/SP.Fonte: Arquivo pessoal Renato Rocha
(2012).
Figura 8. Eixos para moagem da cana-de-acar Usina da Barra Barra
Bonita/SP.Fonte: Arquivo pessoal Renato Rocha (2012).
Figura 9. Usina da Barra Barra Bonita/SP.Fonte: Arquivo pessoal
Renato Rocha (2012).
Figura 10. Tanques de decantao Barra Bonita/SP.Fonte: Arquivo
pessoal Renato Rocha (2012).
Figura 11. Tanques de armazenamento de etanol Usina de Maraca -
Maraca/SP.Fonte: Arquivo pessoal Renato Rocha (2012).
