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23/12/2011 - Brasil - Carbón vegetal sustentable

Más conocido por abastecer las parrillas, el carbón vegetal en Brasil también es responsable por la producción del 30% del arrabio, la aleación metálica que da origen al acero utilizado en vehículos, máquinas, navíos, trenes, cables, entre otros productos. En el mundo ese porcentaje no llega al 1%. De esa forma, parte de la producción de acero realizada en el país es renovable, al contrario del uso del carbón mineral, que exige la exploración de minas finitas, muchas veces en el subsuelo, y es, en el caso brasileño, casi todo importado. El carbón vegetal o mineral son imprescindibles para suministrar carbono para al arrabio. El problema es que cerca del 50% de la producción nacional de carbón vegetal - para parrilla o para uso en la producción de acero – aún es realizada de forma rudimentaria, en hornos muy contaminantes hechos de ladrillos, con apariencia de una choza o iglú, y muchas veces utilizando madera nativa. Las soluciones, inclusive la social, porque en muchos casos se emplean niños y mano de obra esclava, comienzan a aparecer como resultado de investigaciones de empresas y universidades, y de la necesidad de avanzar en la tecnología de producción de carbón. Una de ellas viene de la persistencia, por más de 20 años, del ingeniero de producción Nilton Nunes Toledo, profesor jubilado de la Escuela Politécnica (Poli) de la Universidad de São Paulo (USP). Él desarrolló un sistema más avanzado y ambientalmente correcto de producir carbón vegetal con generación de energía eléctrica durante el propio proceso de gasificación de restos de madera y aserrín, por ejemplo. Además, el sistema dispensa el uso de camiones en la producción, corte y transporte del eucalipto, cultura de reforestación mejor indicada para el proceso de producción de carbón, aunque también puede ser producido con pasto tipo elefante y bagazos de naranja, caña de azúcar, cáscara de arroz y otros residuos. "La planta de carbón debe quedar instalada dentro de la floresta de eucaliptos, con un enfoque que abarca la forma de plantar, recoger, manejar y producir carbón con optimización del consumo de calor y una nueva forma de enfriamiento rápido, además del aprovechamiento de subproductos como el biooleo, el alquitrán y el ácido piroleñoso, usados en la industria química y de cosméticos, y que pueden valer más que el propio carbón", dijo Nilton, que actualmente es director presidente de la Fundación para el Desarrollo Tecnológico de la Ingeniería (FDTE), entidad formada por ingenieros de la Poli, que quedó responsable por la coordinación del proyecto. Él comenzó a estudiar el asunto cuando fue copropietario, con otros empresarios, de una hacienda productora de madera en los años 1980, en la región del Valle de Ribeira, interior del Estado de São Paulo. "Comenzamos vendiendo madera para embalajes, y paralelamente pasamos a estudiar lo que es hacer carbón y a montar varios tipos de hornos que eran calentados por medio de sopletes. Pero el sistema fue una decepción debido a problemas en el proceso, como la demora excesiva para que la madera se transforme en carbón." Desde los años 1980, él imagina cómo desarrollar la segunda versión, que fue recientemente finalizada. "Ahora no pienso en usar células de ladrillos, y sí un túnel con el mismo material para funcionar como horno. La madera debe ser calentada dentro de cajas cilíndricas metálicas, llamadas de retortas, herméticamente cerradas, sin la presencia de oxígeno que pueda alterar el rendimiento de la producción de carbón." Ellas entran rodando dentro del horno y en 10 horas, en promedio, a una temperatura alrededor de 400°C, la madera se transforma en carbón vegetal. La fabricación de productos químicos que pueden substituir los congéneres obtenidos del petróleo es realizada con la condensación del vapor. El mismo es llevado para las torres de separación instaladas al lado del horno, donde los gases combustibles que vienen del proceso de producción de carbón se juntan a los gases producidos en el gasificador y colaboran para que la planta sea autosuficiente en energía. "La condensación es dividida en dos partes, una fase oleosa de donde salen el alquitrán vegetal y el biooleo, una mezcla compleja de muchos productos, y la fase acuosa, que produce el ácido piroleñoso, que puede ser transformado en metanol y ácido acético", explica Nilton. El biooleo puede ser aprovechado en la generación de energía eléctrica; es un líquido oscuro utilizado en calderas para quema o en la industria química para fabricación de resinas, por ejemplo. El alquitrán, otro tipo de combustible, también es materia prima para desinfectantes. El metanol es muy utilizado en la producción de biodiesel, y el ácido acético en la fabricación de solventes y pinturas. "Producir esos compuestos en la planta es difícil, pero es viable porque son procesos clásicos." El sistema de producción y el horno que recibe las retortas, que posee un mecanismo proyectado para la separación de los subproductos y de los gases de calentamiento dirigidos para la estufa de secado de la leña, son dos de las tres patentes depositadas en el Instituto Nacional de Propiedad Industrial (INPI). La tercera es sobre el transporte de la madera realizado por un sistema llamado de monovia, semejante a un teleférico. Las maderas viajan desde el local de cosecha hasta la planta en soportes que se mueven a lo largo de la plantación de eucaliptos en cables de acero presos a postes de dos metros de altura anclados en los propios árboles. "Ese sistema evita el uso de tractores o camiones para el transporte de los troncos hasta la planta", explica. Él estima que la producción diaria de carbón vegetal en el nuevo sistema, que lleva el nombre de silvo-químico, será de 40 toneladas en una hacienda de 5 mil hectáreas, y debe emplear 300 personas. En comparación con los hornos tipo “rabo caliente”, el nuevo horno tiene la ventaja de gastar 432 quilos menos de madera para cada tonelada de carbón producido. De la misma cantidad de carbón es posible obtener 333 quilos de subproductos químicos. El proyecto, después de bien evaluado en la fase de laboratorio, precisa de una planta piloto, que debe costar cerca de R$ 2 millones, para verificación de la eficiencia en todas las etapas. "Estamos buscando recursos para esa fase en el medio empresarial", dijo. La implantación final de la planta debe costar R$ 10 millones. "Ese tipo de modelo industrial es usado en otros países, y en Brasil ya fue intentado en el pasado, en las décadas de 1970 y 1980, cuando se hacía carbón solamente con floresta nativa, que era abundante", dijo el profesor José Otávio Brito, de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq), de la USP – Universidad de São Paulo. "Después de un cierto marasmo tecnológico en los años 1990, hubo una creciente retomada por la siderurgia a carbón vegetal en Brasil porque el país posee potencial para ser el gran competidor mundial en la producción del llamado acero verde obtenido del arrabio producido con carbón vegetal", dijo Brito. En relación a las tecnologías, algunas empresas como la Bricarbras, de Paraná, y la Ondatec, de Uberaba (MG), son ejemplos de inversión en el desarrollo de hornos para transformar madera en carbón. La primera, en el final de los años 1990, comenzó a desarrollar un sistema en que la producción de carbón acontece en contenedores cilíndricos, presentando buenos resultados y disminuyendo las emisiones de gases por medio de un incinerador, en relación a los hornos de barro o mampostería. "Pero ese sistema es muy caro para medianos y pequeños propietarios", dijo el profesor Benedito Vital del Departamento de Ingeniería Forestal de la Universidad Federal de Viçosa (UFV), en Minas Gerais. Con foco en esas empresas, Vital y la profesora Angélica de Cássia Carneiro, desarrollaron un sistema semejante al usado por las grandes siderúrgicas, que además de hacer el trabajo de carbonización de forma más eficiente que los artesanales, quema los gases del proceso. "Es una alta quema del humo con chorros de aire caliente a más de 1.000°C. Por medio de intercambiadores de calor conseguimos enfriar el carbón rápidamente, para venta del producto en corto tiempo ", dijo Vital. "Ese sistema está pronto para ser repasado a las empresas." Otra novedad para el sector aún está cercada de sigilo. La Ondatec, que nació en la Incubadora de Tecnología y Negocios de la Universidad de Uberaba (Uniube), de Minas Gerais, va a lanzar un nuevo horno de carbonización. Idealizado por el profesor Ricardo Naufel, del curso de ingeniería eléctrica, que también es director técnico de la empresa, el horno tendrá como diferencial el modelado matemático en el sistema de control de la carbonización, que será muy preciso. "Será un horno inteligente", garante Naufel. Según él, fueron invertidos R$ 10 millones por inversores privados que no pueden ser revelados antes del lanzamiento. "Instalamos una unidad piloto en Uberaba y durante un año realizamos observaciones del sistema. Ahora instalamos la primera unidad industrial en la ciudad de Tieté, interior del Estado de São Paulo, inicialmente para producir carbón para parrilla. Después vamos a producir unidades mayores destinadas a las siderúrgicas." Gran parte de los problemas relacionados a los carboneros actuales está en la práctica de algunas empresas que producen arrabio de forma independiente de las grandes siderúrgicas para venta a fundiciones y acerías. Muchas veces la madera es oriunda de la floresta nativa. La productividad es baja y las condiciones de control no son eficaces. En la otra punta del sector están algunas siderúrgicas instaladas en el país, como la Vallourec & Mannesmann y la Aperam, ex-ArcelorMittal, ambas en Minas Gerais, y la Votorantin Siderurgia, en Río de Janeiro, que utilizan carbón vegetal y tienen sistemas propios de producción de ese insumo. Otras plantas utilizan el carbón mineral para la misma función. Para suplir ese uso, Brasil, noveno productor mundial de acero, importó 15,9 millones de toneladas de carbón mineral en 2010, según la World Steel Association, al costo de US$ 1,6 mil millones. "La siderúrgica a carbón vegetal es una peculiaridad de la industria siderúrgica brasileña", revela el documento técnico Siderurgia en Brasil 2010-2025, un estudio publicado en 2010 por el Centro de Gestión y Estudios Estratégicos (CGEE), una organización ligada al Ministerio de la Ciencia, Tecnología e Innovación (MCT). El documento indica que el carbón vegetal es un tipo de biomasa, y puede ser producido con varios vegetales como una mina renovable. Según el investigador José Dilcio Rocha, de la Embrapa Agroenergía, de Brasilia, el "acero verde" posee un apelo ambiental en la disminución de las emisiones de gases del efecto estufa del sector siderúrgico. "Estamos carentes de políticas públicas y buenos proyectos, como el del profesor Nilton, que pueden elevar el sector de producción de carbón vegetal para un nivel igual a la producción de etanol", dijo Rocha. Fuente: Fapesp / Foundry Gate