Tanto a forma quanto o tempo de estocagem causam variações na umidade do combustível e, consequentemente, na quantidade de energia (poder calorífico) armazenada.

Diversas pesquisas mostram como as propriedades da biomassa variam em diferentes configurações de armazenamento: com ou sem cobertura, com ou sem piso etc.

Destaco aqui uma variável que as indústrias que geram energia a partir da biomassa conseguem controlar bem: o tempo de pátio.

Tempo de pátio: secagem natural e degradação

Hoje são raríssimas as negociações de cavacos, lenha, bagaço de cana ou resíduos agrícolas em que a umidade desejada não seja definida previamente. Compra-se o combustível com uma quantidade de água conhecida, e ele é armazenado. Não há como, porém, manter essa umidade por tempo indeterminado: ela vai mudar.

Nos primeiros meses de estocagem, principalmente no caso dos cavacos, que têm grande área de troca, ocorre secagem natural. Em geral, a água livre é eliminada com facilidade e o ponto de saturação das fibras (PSF) é atingido. A partir daí, a secagem fica cada vez mais lenta e, com sorte, o material seca até atingir a umidade de equilíbrio da madeira na região em que se encontra (talvez um pouco mais alta no Sul do Brasil e mais baixa no Centro-Oeste, Norte e Nordeste). Digo “com sorte” porque é bem provável que o ataque de agentes biodegradadores aconteça antes disso. Para fungos e bactérias, principalmente, o PSF parece ser o momento perfeito para esse ataque.

Se existe um momento ideal para consumir a biomassa, com o maior aproveitamento das kcal/kg armazenadas no pátio, ele pode ser identificado medindo a umidade de forma rápida, barata e contínua: em que momento a secagem para e dá lugar à degradação? No PSF (cerca de 28% a 30% em base seca, ou 22% a 23% em base úmida)? Em outro ponto?

Transporte

• No Brasil, os fretes de biomassa costumam ser remunerados por metro cúbico transportado por quilômetro.
• Com exceção de pellets e briquetes, a biomassa é transportada e comercializada, na maioria das vezes, com umidade entre 30% e 50% em base úmida, ou seja, acima do PSF.
• Acima do PSF, a madeira não varia de volume quando ganha ou perde água.

O transporte de uma carga de 100 m³ de cavacos a 30% de umidade é remunerado da mesma forma que uma carga de 100 m³ de cavacos a 50% de umidade. As duas ocupam o mesmo volume, mas a diferença pode chegar a toneladas de água encarecendo a logística sem necessidade.

Poder calorífico e comércio

Eu já havia registrado neste artigo uma metáfora para ilustrar como a umidade controla o comércio da biomassa. Aqui, faço apenas alguns lembretes:

• Em muitas regiões do Brasil, a biomassa é comprada por massa. Portanto, combustível úmido é material mais caro.
• A água comprada junto com o combustível precisa evaporar antes que a queima e a geração de energia comecem de fato.
• O impacto da falta de controle da umidade na geração de energia não é linear: ele cresce a cada etapa, do transporte até a queima. Veja um exemplo abaixo.

A imagem mostra a simulação* do impacto energético na seguinte situação: foi contratada uma carga de 40 toneladas de cavacos de eucalipto (PCS de 4.525 kcal/kg) a 40% de umidade (PADRÃO), e foram entregues 40 toneladas de cavacos a 50% (REAL).

*Tela de cálculo de desconto e bonificação do preço da biomassa conforme a umidade, no software Umidata (Marrari, Brasil).

A situação contratada (PADRÃO) corresponderia a 24 toneladas de material seco e 16 toneladas de água, com cerca de 91 Gcal de energia útil (já descontada a energia gasta para evaporar a água).

A situação REAL corresponde a apenas 20 toneladas de material seco e 20 toneladas de água, com cerca de 72 Gcal.

A diferença não é de apenas 10 pontos de umidade (de 40% para 50%): é de 91 para 72 Gcal, ou 21% menos energia adquirida.

Outras variáveis

Há, sem dúvida, muitas outras variáveis importantes que podem ser controladas para garantir a qualidade da biomassa: densidade, granulometria, teor de cinzas, composição química… Este texto insiste na umidade porque ela está relacionada, em grande parte, com todas as outras e, ao monitorá-la, as demais também tendem a ficar mais fáceis de acompanhar e controlar.

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Autora: Elisa Pizzaia Goltz
Engenheira Industrial Madeireira (UFPR, 2014)
Mestre em Engenharia Florestal (UFPR, 2018)
Gerente de qualidade/técnica do laboratório Umilab na Marrari Automação

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