Un environnement hostile

A partir do diagrama do fluxo emergético geral do plantio da biomassa, apresentado na Figura 2.6, foi derivado os fluxos emergéticos para cada tipo de biomassa avaliada.

A Figura 3.3 mostra o diagrama da emergia para a geração de eletricidade a partir de atividades agroindustriais e urbanas, apresentando as fontes de energia e recursos naturais necessários (sol, chuva, solo) assim como os materiais e serviços utilizados da economia (combustíveis fósseis, bens econômicos e serviços).

Os recursos e energia transformam estes insumos, através da coleta, transporte e processamento industrial (caldeiras e geradores), em energia elétrica que poderá ser disponibilizada para a sociedade.

Além da geração direta, os resíduos destas atividades agroindustriais e urbanas, também podem receber materiais (combustíveis e bens econômicos) e coproduzir mais energia elétrica, por meio da coleta, transporte e transformação industrial dos resíduos destas atividades, conforme demonstrado na Figura 3.3.

Em seguida, foram avaliadas as transformidades que são usadas para conversão do fluxo de energia e recursos em fluxo de emergia, mostrando a relação total de emergia utilizada e a energia do produto que foi gerada e tendo como unidade sej/J ou sej/kg. Os fluxos emergéticos foram analisados com cada biomassa individualmente, aplicando-se as equações 3, 4 e 5 para os cálculos da transformidade, renovabilidade e rendimento emergético, conforme são mostrados na Figura 4.1.

Figura 4.1: Diagrama emergético geral para uso de biomassa na geração de bioenergia

Sol atividades _agrícolas Biomassa Chuva Bens econômicos Combus- tíveis Processos geológicos Solos Bens água Escoamento superficial de água transporte, processa- mento Caldeira + Turbo- Gerador Resíduos $ Serviços BioEnergia

Diagrama de Emergia - Sistema de produção de energia da biomassa $

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O diagrama do fluxo emergético de cada biomassa é derivado do fluxo mostrado na Figura 4.2 como no caso do diagrama emergético para o ciclo de produção do eucalipto.

Este diagrama representa todas as etapas do ciclo de produção da biomassa para a produção de energia, contemplando o ciclo emergético, ou seja, desde o uso dos recursos naturais, entre eles o sol e a chuva, passando pelos processos geológicos e uso da água e do solo, processos e atividades agrícolas, transporte e processamento industrial da biomassa, até a geração de bioenergia e fornecimento para a sociedade.

O diagrama mostrado na Figura 4.2 também apresenta, em cada etapa, a origem de resíduos, tanto na etapa do plantio da cultura quanto no processamento industrial.

Figura 4.2: Diagrama emergético do ciclo de produção do Eucalipto

Sol Plantio de Eucalipto Chuva Bens econômicos Combus- tíveis Processos geológicos Solos Bens água Escoamento superficial de água transporte, processa- mento Caldeira + Turbo- Gerador Resíduos $ Serviços BioEnergia

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Os fluxos emergéticos do ciclo de produção do Eucalipto são mostrados na Tabela 4.1.

Tabela 4.1: Fluxo e índices emergéticos do ciclo de produção do eucalipto

I Total da Natureza 2,54x1015 sej/ha.ano

R Renováveis da Natureza 2,13x1015 sej/ha.ano

N Não-Renováveis da Natureza 4,01x1014 sej/ha.ano

F Totais da Economia 5,87x1015 sej/ha.ano

M Materiais 5,29x1014 sej/ha.ano

S Serviços 5,34x1015 sej/ha.ano

Y TOTAIS (I+F) 8,41x1015 sej/ha.ano

Com os dados do fluxo emergético mostrado na Figura 4.2, foram calculados os indicadores emergéticos e estão apresentados na Tabela 4.2: Indicadores emergéticos de processos – fluxos emergéticos (seJ/ha.ano).

Os fluxos e indicadores emergéticos para cada biomassa de forma detalhada são mostrados no Apêndice 2.

Na Tabela 4.2 são resumidos os fluxos emergéticos das fontes alternativas de biomassa analisadas.

Nesta análise observa-se que os valores de transformidades (Tr) foram menores para o plantio energético do capim-elefante (Tr = 1,34x104 sej/J) e pela floresta energética do eucalipto (Tr = 2,12x104 sej/J) enquanto que o maior valor foi o da poda de árvores (Tr = 6,16x105 sej/J). Dentre as alternativas de biomassas analisadas a fibra de coco destaca-se das outras fontes de biomassa de origem residual (Tr = 7,04x104 sej/J).

Estes valores de transformidade para a geração de energia a partir de biomassas podem ser comparados com outros sistemas de produção de eletricidade como os resultados obtidos por Morelli (2010), para a hidrelétrica de Belo Monte (1,3x104 sej/J), por Wittmann e Bonilla (2009) em Tucuruí (1,65x104 sej/J) e o resultado obtido por Zhang (2010) para a geração de eletricidade (1,59x105 sej/J), mostrando que as biomassas: capim-elefante (1,34x104 sej/J), eucalipto (2,12x104 sej/J) e fibra de coco (7,04x104 sej/J) apresentaram resultados superiores ou próximos

aos valores obtidos pelo bagaço de cana-de-açúcar (3,45x104 sej/J), conforme dados mostrados na Tabela 4.2.

Tabela 4.2: Indicadores emergéticos de processos – fluxos emergéticos (seJ/ha.ano)

Símbolo Definição Fórmula Casca de arroz Fibra de coco Poda d- árvores Jequitibá-

rosa Caixeta Eucalipto

Capim- elefante Bagaço de cana-de- açúcar Y Emergia utilizada Y = R+N+F 1,74x1016 _4,76x1015 _1,42x1016 _2,26x1016 _1,48x1016 _9,74x1015 _9,77x1015 _6,76x1015

E Valor calórico E = PCI x P 1,76x1010 6,77x1010 2,32x1009 9,49x1010 8,03x1010 4,60x1011 6,85x1011 1,96x1011

Tr Transformidade Y/E 9,84x1005 _7,04x1004 _6,16x1005 _2,38x1005 _1,84x1005 _2,12x1004 _1,34x1004 _3,45x1004

Ren Renovabilidade (R)/Y 9,35 34,04 11,43 7,17 10,95 16,56 19,99 24,99

EYR Saldo emergético Y/(M e S) 1,13 1,52 1,17 1,08 1,12 1,51 1,32 1,35

Legenda: Y = Emergia utilizada no processo; E = Energia do produto obtido; Tr = Transformidade; Ren = Renovabilidade; EYR = Razão do Rendimento Emergético; PCI = Poder Calorífico Inferior; P = Produtividade da biomassa

Quando comparadas as transformidades com as de outros combustíveis fósseis como: carvão (4,00x1004 sej/J), gás natural (4,80x1004 sej/J) e diesel (5,50x1004 sej/J), as matérias- primas capim-elefante (1,34x1004 sej/J) e eucalipto (2,12x1004 sej/J) apresentaram melhores resultados, indicando um menor custo emergético e uma maior sustentabilidade.

Com relação aos resultados obtidos pelas biomassas avaliadas pelo EYR, os valores foram maiores de 1 e abaixo de 2, demonstrando um rendimento favorável com baixo impacto ambiental. Os valores de EYR obtidos variaram de 1,08 a 1,52 com uma média de 1,28. Este valor médio está próximo ao obtido por Zhang e Long (2010), para a produção de eletricidade a partir de resíduos de aterros sanitários na China que foi de 1,36.

Isto pode ser interpretado como favorável para o uso de recursos locais, como no caso dos resíduos e plantios energéticos avaliados, ou seja, mostram que os processos de geração de energia com as biomassas avaliadas, oferecem uma contribuição à economia local, produzindo mais emergia do que a necessária para a sua produção.

Os resultados obtidos em relação à porcentagem de renovabilidade (%R) nos processos de produção de energia a partir das biomassas avaliadas variaram de 7,17% (resíduo de madeira jequitibá-rosa) a 34,04% (fibra de coco), com uma média de 16,75%, apresentando um indicador importante para avaliação do uso de recursos renováveis, tendo em vista que na utilização de

recursos fósseis, a renovabilidade é zero. Os valores obtidos para o resíduo urbano fibra de coco (34,04%) ficou próximos aos de Zhang e Long (2010), para a cana-de-açúcar (30,9%).