APROVEITANDO A FIBRA DA CASCA DO COCO VERDE NA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, New

 179

 

 

Pensar a (in) sustentabilidade: desafios à pesquisa

 

 

CAPÍTULO 13

 

 

 APROVEITANDO A FIBRA DA CASCA DO COCO VERDE NA

FABRICAÇÃO DE BRIQUETES

 

 

Daniela Venceslau Bitencourt

Alceu Pedroti

 

 

Introdução

 

 

Ao longo da trajetória do ser humano no planeta, ele desenvolveu mecanismos

que pudessem suprir suas necessidades. Contudo este processo acabou

se estruturando a partir de uma desequilibrada equação: retirar, consumir e descartar.

É exatamente nesta ponta da equação que se encontra um dos principais

problemas que assola a sociedade moderna – a produção de resíduos sólidos.

O problema ganha contornos ainda mais acentuados quando se pensa

as cidades litorâneas que vivem do turismo e que apresentam um aumento no

consumo da água de coco

in natura,

visto que este aumento vem gerando cerca

de 6,7 milhões de toneladas de casca/ano, transformando-se em um sério problema

ambiental, principalmente para as grandes cidades. Só para se ter uma ideia,

assegura Senhoras (2003), cerca de 70% do lixo gerado no litoral dos grandes

centros urbanos do Brasil é composto por cascas de coco verde, material de difícil

degradação e que, além de foco e proliferação de doenças, vem diminuindo a

vida útil de aterros sanitários.

Embora o panorama possa aparecer assustador, existem projetos voltados

para o reaproveitamento da casca de coco que desenvolvem um trabalho

voltado não só para a problemática do meio ambiente, mas também com questões

que envolvem a inclusão social. Tais soluções parecem crescer, principalmente

nos grandes centros urbanos onde o problema tem dimensões alarmantes.

Os empreendimentos que se voltam para a reutilização ou reciclagem da

casca do coco produzem novos produtos como vasos, placas, tutores, vasos de

parede, substratos, adubo orgânico e principalmente o uso da fibra na produção

de briquetes. Nota-se que além dos benefícios ambientais, esta dinâmica tornase

ainda uma poderosa geradora de emprego e renda, criando postos de trabalho

e oportunidades de uma vida melhor para todos.

Nesta perspectiva, o presente trabalho objetiva levantar as potencialidades

do emprego da fibra de casca de coco na produção de briquetes, analisando

sua contribuição à redução de impactos ambientais, à verificação do tipo e do nível

de benefícios econômicos e sociais. Para tanto, realizou-se uma pesquisa aplicada,

pois objetiva aplicar conhecimentos dirigidos à solução de problemas específicos,

no caso o aproveitamento do resíduo do coco verde para geração de energia.

180

Os impactos gerados pelo resíduo do coco verde relacionados com o

meio ambiente, foram identificados por meio da pesquisa bibliográfica, por observações

feitas na área de estudo: a cidade de Aracaju e nos locais de disposição

dos mesmos. A avaliação do potencial de aproveitamento do resíduo do coco

verde para geração de energia, incluindo a forma de armazenamento e coleta

além do mercado consumidor do material produzido foi desenvolvida com base

na análise dos dados existentes e informações levantadas na área de estudo.

 

 

Biomassa e Briquetes: Aspectos Gerais

 

 

A utilização de resíduos vegetais (galhos, casca de arroz, café e coco,

bagaço, serragem, etc.) como combustível representa uma interessante alternativa

aos combustíveis sólidos tradicionais (lenha e carvão). O modo mais fácil e

simples de utilizar o poder calorífico destes materiais é a combustão direta. Entretanto,

esta prática apresenta algumas desvantagens (SRIVASTAVA; MAHESHWARI;

OHIA, 1995):

* Os resíduos vegetais possuem baixa densidade e muitos deles se encontram

em forma de pó, provocando poeira e poluição, tornando difícil

e caro o manuseio, o transporte, o armazenamento e seu uso como combustível.

* A maioria dos resíduos agro-florestais contém elevada umidade. Portanto,

entre 18 e 20% do calor gerado na combustão é consumido para

secar a própria biomassa, perdendo assim grande parte de seu potencial

energético.

* A compactação dos resíduos vegetais em forma de briquetes

(briquetagem) pode ser uma solução para alguns destes problemas.

A briquetagem de biomassa é uma prática muito antiga e uma das diversas

técnicas que em termos gerais são classificadas como tecnologia de

compactação. O processo de briquetagem consiste na aplicação de pressão em

uma massa de partículas dispersas com objetivo de torná-las um sólido geométrico

compacto de alta densidade. Esta operação pode ser realizada com ou sem a

presença de um agente aglutinante.

Srivastava, Maheshwari e Ohia (1995) relataram que a briquetagem, como

tecnologia, foi inventada no começo do século XIX. Na segunda metade do século

XIX foi desenvolvida a primeira máquina a pistão para produzir briquetes de

turfa (STAUBER, 1895). Em 1923, a sociedade “Pacific Coal and Wood” de Los Angeles

estava já comercializando briquetes de resíduos de madeira, usando uma prensa

especialmente projetada. Os briquetes eram cilíndricos, com diâmetro aproximado

de 7,5 cm e comprimento de 25 cm, amarrados com arame para manter a

coesão durante o transporte. Relatos indicam que estes briquetes apresentavam

181

 

 

Pensar a (in) sustentabilidade: desafios à pesquisa

 

 

excelentes propriedades de combustão (SRIVASTAVA; MAHESHWARI; OHIA, 1995).

Desde então várias outras aplicações e tecnologias de briquetagem foram

implementadas em vários países do mundo. Bhattacharya, Sett e Shrestha

(1989), após realizar um estudo sobre as prensas para compactação de biomassa,

encontraram 152 produtores no mundo, sendo a maioria concentrada na Alemanha.

Existem vários mecanismos que permitem a ligação entre as partículas da

biomassa compactada, e geralmente todos eles colaboram para obter a resistência

e a coesão final do briquete. Grover e Mishra (1996) identificaram os seguintes

mecanismos:

* Ação de aglutinantes (já presentes na matéria-prima ou adicionados);

* Forças de Van Der Waals;

* Forças de valência;

* Emaranhamento (entrelaçamento) entre partículas;

Os compostos ligantes que já estão presentes na matéria-prima podem

ser ativados pelas elevadas pressões e temperaturas alcançadas no processo de

compactação. Pode ser o caso da lignina, presente nas células da biomassa, que

amolece entre 100 e 190 ºC e age como uma cola entre as partículas. Os mecanismos

de emaranhamento e a ativação de forças de valência e de Van Der Waals

acontecem pela forte aproximação e deformação das partículas provocada pelas

pressões de compactação. Mesmo depois da compactação, as partículas da

matéria-prima ainda são perceptíveis.

Briquetes são produtos de alto poder calorífico, obtido pela compactação

dos resíduos de madeira como o pó de serragem e as cascas vegetais como a

casca de coco. Apresenta forma regular e constituição homogênea sendo muito

utilizado para a geração de energia. É considerado uma lenha ou carvão ecológico

de alta qualidade, feito a partir da compactação de resíduos ligno-celulósicos,

sob pressão e temperaturas elevadas (BIOMAX, 2007; BIOMACHINE, 2007).

A briquetagem, segundo Silveira (2008) é o processo de fabricação de

briquete, que ocorre por meio da compactação de resíduo no qual é destruída a

elasticidade natural das fibras do mesmo. Esta destruição pode ser realizada por

dois processos: alta pressão e/ou alta temperatura. O processo provoca a

“plastificação” da lignina, que atua como elemento aglomerante das partículas

dos resíduos ligno celulósicos, uma razão muito importante da não necessidade

de adicionar produtos aglomerantes (resinas, ceras, dentre outros). Para que esta

aglomeração tenha sucesso, necessita da presença de uma quantidade de água,

compreendida entre 8 a 15% de umidade, e que o tamanho da partícula esteja

entre 5 a 10 mm.

Os briquetes são produzidos a partir de qualquer biomassa vegetal, matéria-

prima que deve ser processada por uma briquetadeira, máquina com capaci182

dade para processar entre 50 e 1000 kg/h de resíduos. O pesquisador desenvolveu

uma briquetadeira que está sendo fabricada por empresas da iniciativa privada. O

equipamento deve ser dimensionado para atender a cada propriedade e ter um

custo de investimento e operacional compatível.

 

 

A Fibra da Casca de Coco

 

 

A estrutura do coco é formada de epicarpo, mesocarpo, endocarpo e

semente; sendo fibra o nome dado ao material fibroso que constitui o mesocarpo.

As fibras vegetais são formadas por diversos componentes químicos constituídos

a base de Hidrogênio (H) e Carbono (C), sendo os principais a celulose, a

hemicelulose e a lignina (SILVA, 2003).

A celulose é um polissacarídeo formado por resíduos de D-glicopiranoses

que formam longas cadeias lineares com alto grau de polimerização (formação

de polímeros), se constitui na principal componente de todas as fibras vegetais,

pois confere a mesma resistência mecânica (SILVA, 2003; PASSOS, 2005).

A hemicelulose é constituída por uma mistura de polissacarídeos amorfos

com grau de polimerização de 10 a 100 vezes menor que o da celulose. Em células

maduras a hemicelulose encontra-se mais associada a lignina do que a outros

polissacarídeos (REDVET, 2007). A lignina é constituída por polímero complexo de

estrutura amorfa, com componentes aromáticos e alifáticos, que se associa a

celulose e hemicelulose durante a formação da parede celular dos vegetais e tem

como finalidade conferir rigidez a mesma. Sua concentração nas fibras influencia

a estrutura, as propriedades, a morfologia, a flexibilidade e a taxa de hidrólise

(BRAUSS, 1952; PASSOS, 2005).

Cada fibra vegetal é constituída de várias fibras elementares ligadas entre

si por um material de cementação, formado principalmente por lignina. A Figura

1 mostra a constituição estrutural de uma fibra elementar, que possui uma parede

espessa formada por diversas microfibrilas de celulose que formam espirais ao

longo do eixo da fibra, tendo um lúmen no centro (SILVA, 2003).

 

 

Figura 1: Constituição Estrutural de uma Fibra Vegetal.

 

 

Fonte: Rong e outros, 2001 (apud Silva, 2003).

 

 

183

 

 

Pensar a (in) sustentabilidade: desafios à pesquisa

 

 

Conforme assegura Nunes (2007), o aumento do volume da casca de

coco levou a construir uma tecnologia que permitisse a biodegradação da casca

de coco no menor tempo possível, transformando-a em matéria-prima para a

confecção de produtos ou ainda na fabricação de adubos orgânicos como alternativa

agroecológica para os sistemas de produção agrícola e, como nova fonte

de renda para comunidades rurais. Essa tecnologia pode ser empregada tanto no

aproveitamento da casca do coco seco quanto à do coco verde.

Borges (2005) estrutura o processo de reciclagem nas seguintes etapas:

1 – Coleta do resíduo (cascas de coco verde)

A coleta é feita diariamente e preferencialmente de modo que não ultrapasse

24 horas entre a extração da água até o processamento. Este procedimento

tem como finalidade elevar a qualidade dos produtos finais (pó e fibra), pois a

desidratação da casca prejudica as etapas subsequentes do processamento.

2 – Recepção do resíduo de coco verde

O veículo que transporta os resíduos deve despejar a carga em uma baia

de recepção, localizada na entrada da linha de processamento. Neste momento

são retirados os materiais indesejáveis como: canudos, plásticos, pedras, cascas

ressecadas podres, entre outros. Vale ressaltar a importância de manter um fluxo

uniforme de alimentação da linha de processamento, que é feito por meio de um

elevador (que tem velocidade controlada), para garantir a eficiência da prensagem.

3 – Trituração

Nesta etapa, o resíduo é cortado e triturado por meio de facas rotativas

em disco, as quais fazem o fatiamento da casca e em seguida passa por martelos

fixos os quais são responsáveis pelo esmagamento do produto. Este procedimento

possibilita a realização da etapa de seleção da fibra com o pó do coco e

prensagem.

4 – Prensagem para retirada da umidade e sais

A casca de coco verde tem aproximadamente 85% de umidade e a maior

parte dos sais se encontra em solução. Na prensagem, remove-se 60% da umidade,

ou seja, é liberada a água que se encontra livre dentro dos elementos

anatômicos (água de embibição), o que acarreta também na remoção conjunta

dos sais. A eficiência desta etapa é de grande importância para a perfeita seleção

do material na etapa seguinte e também para a adequação do nível da salinidade

do pó obtido no processamento. O líquido oriundo da prensagem, chamado de

Líquido da Casca de Coco Verde – LCCV é conduzido por meio de calha para a

rede de esgotamento sanitário do município a fim de ser tratado.

184

5 – Seleção de fibra e pó

Após a prensagem, as fibras são separadas do pó por meio de uma máquina

classificadora que é equipada com um rolo de facas fixas e uma chapa

perfurada. O material é turbilhonado ao longo do eixo da máquina e por diferença

de densidade, o pó cai pela chapa perfurada e a fibra sai no fim do percurso.

6 – Peneiramento das fibras

É utilizada uma peneira grossa para retirar pequenas impurezas que vêm

com as fibras (por exemplo: pó e restos de endocarpo do coco) a fim de conferir

qualidade ao produto final para comercialização. Há necessidade de secar as fibras

(ao sol, ao vento ou utilizando ar quente) por aproximadamente 02 horas

para remoção de umidade. Vale ressaltar que a máquina classificadora, por densidade,

lança as fibras e acumula pequenos pedaços do endocarpo, ou seja, a

quantidade de endocarpo que vai misturado com as fibras é mínima.

7 – Tratamento térmico do pó

Para utilização do pó da casca de coco, é necessário que o mesmo esteja

isento de microrganismos fito patogênicos. Por isso, o pó pode ser submetido a

um tratamento térmico, em forno rotativo, a 80º C durante 20 minutos.

No caso da usina da Embrapa do Ceará, citada por Silveira (2008), o pó é

colocado em leiras, onde é feito o reviramento diário e o controle da temperatura,

até que haja a estabilização do produto final (em torno de 90 dias). As leiras ficam

em locais cobertos para que não haja contaminação do produto, principalmente

com fezes de pássaros. No final do processo é feito o peneiramento do produto

para retirada das fibras curtas.

Essas etapas estão sintetizadas na figura ao lado.

 

 

Resultados e Discussões

 

 

A construção de uma usina para produção de briquetes a partir da fibra

de casca de coco verde emerge como um empreendimento sustentável que

agrega valores importantes na busca por alternativas sustentáveis que contribua

para que o ser humano possa continuar desenvolvendo estratégias para atender

suas necessidades, de modo a equilibrar a equação, pois a sustenta em três pilares:

econômico, social e ambiental.

O aproveitamento do resíduo do coco verde para geração de energia por

meio da produção de briquetes constitui no uso sustentável de biomassa como

combustível não incrementando o teor de CO2 na atmosfera, já que este é produzido

durante a combustão equilibrando-se com o CO2 consumido durante a

fotossíntese (LORA, 2002). O aproveitamento das cascas de coco verde surge

como uma oportunidade de aumentar a vida útil dos aterros, devido a não dispo185

 

 

Pensar a (in) sustentabilidade: desafios à pesquisa

 

 

sição deste resíduo, já que 2,4 m

2

/dia é a área ocupada pelas cascas de coco que

poderia abastecer a usina na alta estação; reduzir a emissão de metano para a

atmosfera, melhorar a saúde pública devido a menor proliferação de vetores que

transmitem doenças ao homem, acabar com o impacto visual causado pelo armazenamento

e coleta inadequados, agregar valor a um resíduo, reduzir os gastos

com a limpeza pública, gerar emprego e renda para uma classe social menos

favorecida e profissionais com mão-de-obra qualificada que estejam desempregados,

diminuir o impacto causado pela supressão de vegetação nativa para o

uso de lenha e conscientizar/orientar a população do quanto é importante reduzir

e aproveitar os resíduos.

Do ponto de vista econômico, os briquetes são destinados aos estabelecimentos

e indústrias que possuem fornalhas, fornos, caldeiras e que utilizam

 

 

Figura 2: FLUXOGRAMA OPERACIONAL DA USINA.

 

 

Fonte: Silveira (2008), adaptado da comunicação pessoal de Luiz Veras da Embrapa

Agroindústria Tropical, 2007).

 

 

186

lenha para gerar energia; eles substituem, com vantagem, a lenha; à medida que

reduz custos, facilita o transporte, a manipulação e o armazenamento. Seu formato

cilíndrico padronizado reúne uma alta densidade de resíduos prensada, sem a

adição de produtos químicos ou aglutinantes, com alto poder calorífico. Para

Silveira (2008), o custo aproximado para a implantação da usina de briquetagem,

com os equipamentos convencionais vendidos no mercado, é de R$ 375.900,00,

sendo o custo com a energia em torno de R$ 6.411,24/mês. Para a alternativa 02

onde o uso de equipamentos alternativos foi incorporado ao processo, os custos

com os equipamentos e com a energia são R$ 258.000,00 e R$ 2.621,32/mês,

respectivamente. O ganho referente à venda do produto que atualmente, segundo

informações da Nacbriquetes e Eco industrial, varia entre R$ 310 a 500,00 a

tonelada para serragem prensada, que já é um referencial.

Socialmente, desenvolvem-se oportunidades de geração de emprego e

renda contribuindo para a fixação da população local e melhoria dos índices de

desenvolvimento humano. Uma vez que para atender a uma produção de 536 kg

de briquetes em aproximadamente uma hora, considerando uma briquetadeira

com capacidade de produção de 600 Kg/h. A usina operando por seis horas diariamente

seria necessário a coleta de 25.182 kg de cascas de coco para produzir

3.210 Kg de briquetes em aproximadamente seis horas de trabalho.

O sucesso pleno da unidade empreendedora estará na estrutura de

cogestão desenvolvida a partir da criação de uma associação que conduzirá de

forma participativa o gerenciamento do projeto em busca da sustentabilidade e

do fortalecimento. Assim, como se pode observar ao longo deste trabalho, o uso

dos rejeitos da casca de coco como matéria-prima se apresentou como alternativa

viável tanto na perspectiva ambiental, quanto social e econômica. Para Silveira

(2008), para o gerenciamento e operação da usina, deve ser necessário criar uma

Cooperativa a qual pode ser pública, privada ou mista. Os próprios vendedores de

água de coco verde (barraqueiros e ambulantes) poderiam participar da Cooperativa

separando as cascas do coco verde dos outros resíduos e acondicionando-o

para a coleta, fazendo parte da equipe de separação os outros cooperados fariam

parte das equipes de coleta, beneficiamento e entrega do produto final.

Essas medidas reforçam que é possível materializar ações que promovam

a preservação do meio ambiente somada à capacidade de gerar emprego e renda,

fortalecendo o associativismo e os mecanismos para que os indivíduos possam

efetivar o exercício pleno da cidadania, numa proposta capaz de proporcionar

um equilíbrio entre meio ambiente e desenvolvimento.

 

 

Considerações Finais

 

 

O conjunto de impactos gerados pela disposição das cascas de coco

verde configura um fato importante na atualidade, principalmente, devido a escassez

de áreas para implantação de aterros sanitários, a emissão de metano que

contribui para o aumento do aquecimento global, a proliferação de vetores que

187

 

 

Pensar a (in) sustentabilidade: desafios à pesquisa

 

 

pode acarretar em propagação de doenças e a poluição visual que afasta as pessoas

do local diminuindo o fluxo comercial e consequentemente a renda dos

comerciantes.

A avaliação do potencial de aproveitamento das cascas de coco verde

para produção de briquetes implica a redução dos impactos causados com a

disposição destas cascas e ainda contribui para a preservação da vegetação nativa

devido a substituição da lenha por este produto.

O aproveitamento das cascas de coco verde surge como uma oportunidade

de aumentar a vida útil dos aterros, devido a não disposição deste resíduo,

já que 2,4 m

2

/dia é a área ocupada pelas cascas de coco que poderia abastecer a

usina na alta estação; reduzir a emissão de metano para a atmosfera, melhorar a

saúde pública devido a menor proliferação de vetores que transmitem doenças

ao homem, acabar com o impacto visual causado pelo armazenamento e coleta

inadequados, agregar valor a um resíduo, reduzir os gastos com a limpeza pública,

gerar emprego e renda para uma classe social menos favorecida e profissionais

com mão-de-obra qualificada que estejam desempregados, diminuir o impacto

causado pela supressão de vegetação nativa para o uso de lenha e

conscientizar/orientar a população do quanto é importante reduzir e aproveitar

os resíduos.

 

 

Referências

 

 

BHATTACHARYA, S. C.; SETT, S.; SHRESTHA, R. M. State of the art for biomass densification.

 

 

Energy Sources

, New York, v. 11, n. 3, p. 161-182, 1989.

BIOMACHINE.

Briquetes

. 2007. Disponível em: <https://www.biomachine.com.br/

biomachine.asp>. Acesso em 20 ago. 2009.

BIOMAX.

Briquetes

. 2007. Disponível em: <https://www.biomaxind.com.br/site.html>. Acesso

em 15 jul. 2009.

BORGES, M. R.

Projeto de construção de uma unidade de beneficiamento da fibrada casca do

coco verde em Cuiabá, Mato Grosso do Sul

. Fortaleza: EMBRAPA; SEBRAE, 2005.

BRAUSS. F. E.

The chemistry of lignin

. New York: Academic Press, 1952.

LORA, E. E. S.

Prevenção e controle da poluição nos setores energético, industrial e de transporte

.

Rio de Janeiro: Interciência, 2002.

GROVER, P. D.; MISHRA, S. K.

Biomass Briquetting:

technology and practices. Bangkok: Food and

Agriculture Organization of the United Nations, 1996.

GROVER, P. D.; MISHRA, S. K.; CLANCY, J. S. Development of an appropriate biomass briquetting

technology suitable for production and use in developing countries.

Energy for Sustainable

Development

, Bangalore, v. 1, n. 1, p. 45-48, may, 1994. [não citado no texto].

NUNES, M. U. C. Tecnologia para biodegradação de casca de coco-seco e de outros resíduos

do coqueiro.

Circular Técnica 46

. Aracaju, 2007. Disponível em: <WWW.cptac.embrapa.br/

publicacoes_2007/ct.46.pdf>. Acesso em 20.12.2007.

PASSOS, Paulo Roberto de Assis.

Destinação sustentável de cascas de coco verde

: obtenção de

 

 

188

 

 

telhas e chapas de partículas. Tese. Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2005.

REDVET, 2007. [citado no texto; não consta nas referências].

SENHORAS, E.

Estratégia de uma Agenda para a Cadeia Agroindustrial do Coco

. Campinas: Ed.

ESC, 2003.

SILVA, R. V. da.

Compósito de resina poliuretano derivada de óleo de mamona e fibras vegetais

.

Tese. Universidade de São Paulo. São Carlos, 2003.

SILVEIRA, M. S.

Aproveitamento das cascas de coco verde para produção de briquetes em Salvador-

BA

. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal da Bahia, Escola Politécnica. Salvador, 2008.

SRIVASTAVA, P. K.; MAHESHWARI, R. C.; OJHA, T. P.

Biomass briquetting and utilization

STAUBER, E.

Delhi: Jain Brothers, 1995.

 

Machine for Disintegrating and Compresing Peat. US Patent. 537909, 1895.