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Apresentação da Faculdade de Engenharia da Unicamp sobre Microdestilarias.
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Microdestilaria de álcool
Henry Ford – 1925 entrevista ao jornal The New York Times
“O álcool é o combustível do futuro”
Universidade Estadual de CampinasFaculdade de Engenharia de Alimentos
Lab. de Engenharia Ecológica e Informática Aplicada
John F. Storfer Engº Mecânico
Prof. Dr. Enrique Ortega Rodriguez (orientador)
Definições• Sustentabilidade ecológica: baseada no princípio da solidariedade com o planeta, suas riquezas e com a biosfera que o envolve.
• Sustentabilidade social: é baseada no princípio da igualdade de distribuição de renda e de bens, no princípio da igualdade de direitos a dignidade humana e no princípio de solidariedade dos laços sociais.
• Sustentabilidade econômica: avaliada a partir da sustentabilidade social propiciada pela organização da vida material.
Locais dos Estudos
Fazenda Jardim em Mateus Leme - MG
Microdestilaria de Angatuba - SP
Visão geral• Produção de etanol em micro escala,
auto sustentável, gerando oportunidades de emprego, fixação do homem na lavoura, gerando bons alimentos e contribuindo com um sistema auto-sustentável.
Para haver uma produção economicamente viável é preciso aliar a cultura pecuária.
Dados do 1º estudoFazenda Jardim – Mateus Leme - MG
A fazenda possui cerca de 50 hectares na área central de estudo
Sendo que há uma reserva de mata nativa (não cultivada) de pelo menos 20 hectares.
Segundo o Código Florestal do pais é mais do que 20% da área da propriedade.
E pode compensar o CO2 produzido na queima do álcool.
Duas possibilidades de consumo:1 litro de álcool hidratado = 0,7 litros de gasolina
ou1 litro de gasolina contém 0,25 litros álcool anidro
85% dos carros flex utilizam álcool hidratado
Alguns dados sobre álcool etílico:
1 tonelada de cana-de-açúcar produz 70 litros de etanol = 980 litros de vinhaça
1 hectare de cana produz 6.000 litros de etanol
Diagrama Sistêmicoda Fazenda Jardim – Mateus Leme/MG
Esterco
Sol
Chuva
Vento
Materiais e Serviços
Minerais do Solo
$
Albedo
Leite
Crédito
Água
Infra-estrutura
Família
Juros e amortização do
principal
Emprétimo
Consultoria
Aspargos
Lençol Freático
(nascentes e rio)
Solo
Hortaliças
Solo
Cana-de-açúcar
SoloPlantação
super-densa de Eucalipto
Solo
Mata (reserva)
Solo
Cerrado
Trabalho Extra-agrícola(meio período)
Infra-estrutura
Poço
Micro-destilaria de Álcool
Bagaço
Álcool
Compostagem
Frutíferas
Capim e Pasto
Biomassa
VinhaçaProcesso
Gado
Vapor
$ Materiais e ServiçosFazenda Jardim
Mateus Leme - MG
Cinzas
1. Infra-estrutura
• 50 hectares de terra, das quais 2 a 4 hectares para cana-de-açúcar.
O custo sem a terra: R$ 8.845,40
• Galpão com telhado, postes de luz, instalação elétrica e hidráulica, material para manutenção, cercas, desníveis de solo.
Moenda, tanque de diluição, dornas de fermentação, caldeira, coluna de destilação, alambique e tambores de armazenagem.
Produção de 50 l/diaProdução de 50 l/dia
2. Equipamentos
Investimento em equipamentos R$ 51.506,00.
Esquema da instalação
Tacho aquecido para rapadura
Coluna de destilação e alambique
Tanques de Fermentação
3. Insumos
• Bezerros, eletricidade, uréia, taxas e impostos.
• Custo anual estimado R$ 16.919,40.
• Lenha e água sem custo
4. Despesas Anuais
• Infra estrutura .......... R$ 325,30
• Preparação .............. R$ 100,00
• Equipamentos .......... R$ 2.841,72
• Insumos ................... R$ 16.919,40
• Serviços ................... R$ 28.224,00
R$ 48.410,42
5. Produtos
• Adubo orgânico...............R$ 23.040,00
• Carne de gado em pé.....R$ 22.613,00
• Etanol .............................R$ 9.030,33
• Melaço.............................R$ 74,88
• Rapadura.........................R$ 37,44
• Eucalipto em pé...............R$ 5.780,00
• Receita total anual estimada
R$ 56.345,65Custos ............. R$ 48.410,42
6. Materiais Reciclados• Bagaço• Palha• Vinhaça• Volumoso• Cinzas de Caldeira
• Poupança total anual (estimada):R$ 4.879,00
7. Balanço EconômicoProdução de 50
litros/diaVendas ............... R$ 56.345,65 Custos ................ R$ 48,410,42
Saldo .................. R$ 7.935,23Relação Benefício / Custo = 0,164
(16,4%)
Diagrama de Benefício / Custo em Microdestilarias
0,164
0,251
0,426
0,000
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
0 50 100 150 200 250
litros / dia
Índi
ces:
lucr
o / d
espe
sa
Sol
Chuva
Vento
Materiais e Serviços
Minerais do Solo
$
Albedo
Crédito
Água
Prefeitura
Juros e amortizaç
ão do principal
Investimentos
Lençol Freático
(nascente e riacho)
Solo
Hortaliças
SoloCana-de-açúcar
SoloMata
Nativa
Solo
Pomar
Infra-estrut
ura
Processo
Bagaço
Etanol
Biomassa
Vinhaça
Vapor
Angatuba - SP
Cinzas
Melaço e Rapadura
Microdestilaria
Diagrama Sistêmico Angatuba - SP
Microdestilaria
Riacho
Oficina
A
A
A
A
A
A
A
A
A
P O M A R
Storage Group
Bombonas
Casa do Operador
DepósitoMudasH O R T A
CANAVIAL
Microdestilaria de ANGATUBA - SP
Região da microdestilaria de Angatuba - SP
Vantagens Vantagens atuaisatuais
Álcool etílico para combustível hidratado (94%)
Cinzas do bagaço (adubo potássico - fosfatado)
Vinhoto para alimentação do gado e refertilização
Esterco fermentado Rapadura Bagaço para alimentação de caldeiras Aguardente Vinhoto para fertilização da plantação Bagaço para papel-cartão Açúcar mascavo
Vantagens Vantagens futurasfuturas
• Integrar políticas governamentais com pequeno produtor,
• Disponibilizar recursos financeiros,
• Isenções tributárias,
• Acesso às tecnologias para melhoria da produção,
• Qualificar os produtores e
• Criação de um órgão de regulação da atividade.
I Seminário de Tecnologia para Pequena Produção de Álcool
21 e 22 de maio de 2007 - Brasília
Como viabilizar?Como viabilizar?
Legenda dos Índices Emergéticos
Tr Transformidade (seJ / J) % R Renovabilidade
EYR Razão de Rendimento Emergético
ELR Taxa da Carga Ambiental
EIR Razão de Investimento de Emergia
SI Índice de Sustentabilidade
EER Razão de Intercâmbio de Emergia
Dados Comparativos entre as microdestilarias de Mateus Leme e
Angatuba com uma Usina Padrão
ÍNDICE FAZENDA ANGATUBA USINA JARDIM PADRÃO
Tr 1,93E+04 3,26E+05 4,87E+04% R 93,17 90,84 30,90%EYR 14,67 10,92 1,57ELR 0,07 0,1 2,23EIR 0,07 0,1 1,74SI 209,57 109,2 0,71
EER 0,88 3,36 0,68
Quanto maiores os valores, menor sua eficiência
Gráfico Comparativo da Transformidade (Tr)
1,93E+04
3,26E+04
4,87E+04
0,00E+00
1,00E+04
2,00E+04
3,00E+04
4,00E+04
5,00E+04
6,00E+04
Faz. JARDIM ANGATUBA USINA PADRÃO
Locais do estudo
(Tr)
seJ/
J
Quanto maior for o índice, maior a possibilidade dele ser sustentável
Gráfico Comparativo daPorcentagem de Renovabilidade (% R)
93,17 90,84
30,90
0
20
40
60
80
100
FAZ. JARDIM ANGATUBA USINA PADRÃO
Locais do estudo
(% R
)
Quanto maior for esse índice, maior será a eficiência em sua utilização de
recursos investidos na economia.
Índice = 1 Valor investido = Energia disponibilizada
Gráfico Comparativo daRazão de Rendimento Emergético (EYR)
14,67
10,92
1,57
02468
10121416
Faz. JARDIM ANGATUBA USINA PADRÃO
Locais do estudo
Razã
o (E
YR)
Quanto maior o índice, maior a pressão causada ao eco-sistema pelos processos produtivos.
< 2 baixo impacto 2 > X > 10 impacto moderado
> 10 grande impacto ambiental
Gráfico Comparativo daTaxa de Carga Ambiental (ELR)
na produção de etanol
0,07 0,10
2,23
0
0,5
1
1,5
2
2,5
Faz. JARDIM ANGATUBA USINA PADRÃO
Locais do estudo
Razã
o (E
LR)
Quanto menor o índice, mais eficiência no sistema produtivo, utilizando recursos naturais,
contra recursos financeiros
Gráfico Comparativo da Razão de Investimento de Emergia (EIR)
0,07 0,10
1,74
0
0,5
1
1,5
2
FAZ. JARDIM ANGATUBA USINA PADRÃO
Locais estudados
Razã
o (E
IR)
Quanto maior for o índice, menor será o impacto ambiental
SI < 1 economias altamente desenvolvidas1 < SI < 10 economias em desenvolvimentoSI > 10 economias pouco desenvolvidas
Gráfico Comparativo do Índice de Sustentabilidade (SI)
209,57
109,20
0,710,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
FAZ. JARDIM ANGATUBA USINA PADRÃO
Locais do estudo
Razã
o (S
I)
É o Índice do Comércio Justo, quanto mais perto estiver de 1
Gráfico Comparativo da Razão de Intercâmbio de Emergia (EER)
na produção de etanol
0,88
3,36
0,68
0
1
2
3
4
FAZ. JARDIM ANGATUBA USINA PADRÃO
Locais do estudo
Razã
o EE
R
Conclusões
O desempenho do sistema agro-combustível
frente à sustentabilidade de seu processo e a
baixa agressão ao meio ambiente, representa
um grande fator se comparado às grandes
usinas de cana-de-açúcar, que utilizam
fertilizantes e agrotóxicos em larga escala que
infiltram no subsolo levando ácidos, CO2,
metais pesados e metano.
• A cultura de cana-de-açúcar tem baixo uso de defensivos agrícolas e insumos químicos, pois se utiliza da fertirrigação com a vinhaça, palha e cinzas da caldeira, insumos naturais.
• A análise emergética foi utilizada para poder analisar a importância dos fatores que cercam a produção de etanol, podendo ajudar a melhorar o desempenho de seu processo, com vistas à sustentabilidade com responsabilidade.
Cálculo do tamanho em hectares da plantação decana-de-açúcar em função do uso do etanol em
veículos – Pegada Ecológica –
Quantidade de km percorridos 300 km/semana
Consumo do veículo 15 km/L
Consumo médio por semana 20 L / semana
Consumo médio por mês 90 L/ mês
Consumo médio por ano 1.080,0 L/ ano
Produção anual de etanol na lavoura 6.000 L/ha
Área necessária de plantio de cana 0,18 hectares
Produção de vinhaça proporcional 15.120,0 L/ ano
• Se a alternativa da micro-destilaria é boa o que é necessário para promovê-la?
• Políticas públicas ao pequeno produtor, acesso às tecnologias, criação de um órgão regulador da atividade, dentre outras.
• Quais seriam os grupos e movimentos sociais interessados?
• Assentamentos agrícolas e pequenos grupos agro-familiares ou não.
• Quais as ressalvas para um programa de produção de etanol, alimentos e serviços ambientais?
• Que se baseiem em baixa produtividade do etanol aliado a outras culturas silvo-pastoris, sob a óptica da sustentabilidade ecológica.
Laboratório de Engenharia Ecológica - FEA
fones: (19) 3521-4058 / 3521-4035
www.fea.unicamp.br/ortega
CONTATOS
John Storfer [email protected]
Enrique Ortega [email protected]