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Vicente Nelson Giovanni Mazzarella

Coordenador Geral de Projetos Especiais do IPT

Op-CP-12

Capim-elefante

Recentemente, em função da possível escassez de energia para projetos de expansão industrial, ocorreram freqüentes consultas sobre capim-elefante como biomassa, para alimentar essa geração de energia. O que tem chamado à atenção para o capim-elefante são aspectos como alta produtividade (em torno de 40 toneladas de massa seca, por hectare por ano) e ciclo curto (colheita seis meses após o plantio).

Além desses pontos fortes, há menor necessidade de áreas, melhor fluxo de caixa, é um energético renovável e ambientalmente amigável, tem maior assimilação de carbono (vantajoso em projetos MDL) e prováveis custos competitivos com outras fontes. Seu balanço energético, recentemente levantado pela Embrapa, mostra-se excelente para combustão direta (até 24:1).

Os números disponíveis do custo por hectare, custo por tonelada de massa verde ou custo da massa seca, também indicam ser competitivos, embora necessitem de validação em grandes áreas, com cultivo mecanizado. As consultas recebidas englobam geração de energia elétrica para venda, geração de eletricidade e vapor para uso próprio, calor para secagem e queima (cerâmicas estruturais), produção de carvão para processos metalúrgicos, produção de briquetes e peletes para mercado interno e exportação.

Essas aplicações demandarão, desde áreas pequenas (40 hectares para uma cerâmica vermelha) até milhares de hectares, para geração de energia elétrica em UTEs - Usinas Termoelétricas, de 30 megawatts, que tem sido o patamar com maior freqüência de consultas. As terras deverão ser mecanizáveis e ter declividade limitada a 10%.

Parece haver um paralelismo acentuado entre a cultura da cana-de-açúcar e a cultura intensiva, em grandes áreas, do capim-elefante, no que diz respeito ao plantio, colheita, transporte e tratamento para redução da umidade. O elevado teor de água do capim-elefante – até 80% - constitui um dos seus problemas, solúvel até por mais de uma rota, principalmente nos casos de alimentação de UTEs, onde tem que haver regularidade, confiabilidade e, tanto quanto possível, homogeneidade nas características do bagaço a ser queimado.

Outro problema, igualmente solúvel, é o da logística do capim após a colheita, o que envolve seu transporte e armazenagem intermediária, aguardando processamento. Uma técnica aplicada ao capim-elefante, desenvolvida pela Embrapa-CNPAB, é a FBN - Fixação Biológica de Nitrogênio, que consiste na substituição da adubação nitrogenada química, pela fixação do nitrogênio do ar, por bactérias existentes no solo e nas plantas.

A Embrapa vai começar a trabalhar no desenvolvimento de inoculantes, para abreviar o ciclo de formação e crescimento das colônias de bactérias. O capim-elefante é uma designação genérica, que reúne mais de 200 variedades de capim. É fundamental encontrar, para a microrregião onde se vai plantar o capim, variedades compatíveis com tipo de solo, regime de chuvas, grau de insolação, altitude, latitude, tipo de vegetação e outras características de interesse.

Daí a importância, antes de fazer um projeto de monta, da realização de um piloto para testes das alternativas de tipo de colheita – colhedora, forrageira, segadora, época e duração da colheita, seleção de algumas variedades de capim, tipo de transporte, etc. Uma definição mais precisa no universo de variedades e que envolveria FBN, portanto de média duração, requereria ainda um projeto paralelo para se achar as variedades consideradas ótimas para a microrregião.

Projetos como o piloto e o de otimização custam menos de 1% do investimento global, e eliminam o risco de baixos rendimentos, equipamentos mal selecionados e rotas equivocadas na cadeia produtiva integrada. Em projetos para geração termoelétrica, a secagem da biomassa não pode ficar na dependência exclusiva do fator insolação. Para essa escala, estima-se que a melhor rota inclua a extração mecânica do caldo, reduzindo a umidade do bagaço de capim de 80% para 50% (retirada de 75% da água contida no capim).

Secagem para valores abaixo de 50% requereriam trocas térmicas, com os gases de saída das turbinas, em processo e equipamento ainda a serem desenvolvidos. Para projetos de menor porte, da ordem de 40 a 60 ha, como cerâmicas, já estão em desenvolvimento processos de secagem solar, em estufas, com revolvimento contínuo, que em 30 horas, sem insuflação de calor externo, reduzem a umidade a 10%.

O bagaço com 50% de umidade tem poder calorífico aproximado de 1.700 kCal/kg, enquanto o com 30% sobe para 2.700 kCal/kg, o que faz pensar sobre a conveniência da secagem térmica ulterior. Como o período de colheita do capim será curto, a quantidade de material colhido e beneficiado, muito maior que o consumo nesse período, gerará um saldo de matéria-prima, que deverá ser armazenado em fardos, minimizando o tamanho dos galpões e facilitando seu manuseio interno.

Cambridge, UK, de 36 MW, que trabalha com capim e palha em fardos, é exemplo disso. As aplicações do capim-elefante, para a geração termoelétrica e venda, devem observar princípios, como: terras baratas e mecanizáveis, próximas a subestações ou linhões das geradoras ou concessionárias. A geração de energia e vapor para uso próprio deve procurar localizar a unidade beneficiadora do capim e geradora dentro da área do plantio, para simplificação da logística.

Dentro de poucos anos, o próximo salto na indústria sucroalcooleira e do capim será o desenvolvimento de processo e equipamentos para secagem térmica do bagaço, reduzindo sua umidade de 50%, para algo em torno de 30% ou até menos, utilizando gases de saída das turbinas. Isto já é objeto de estudo de grupos universitários com empresas de equipamentos. Outra utilização do bagaço do capim é como matéria-prima para o gás de síntese, que, por diferentes rotas, será transformado em etanol, como no projeto Coskata - processo bioquímico em fase de demonstração piloto em Warrenville, Illinois, EUA.