Divulgação (colaboração Gegê)
Cadeia do biogás: da produção em reator de digestão anaeróbica até o uso
como combustível em alto-forno siderúrgico
da UFMG
Conhecida fonte de energia renovável utilizada na geração de energia elétrica, alimentação de motores, resfriadores, aquecedores e até fogões de cozinha, o biogás está ganhando nova aplicação – dessa vez nas siderúrgicas. Estudo desenvolvido por dois pesquisadores da UFMG e três da Universidade Federal de Outro Preto (Ufop) resultou no Biosid, nova tecnologia que propõe o uso do biogás na produção de ferro esponja nos reatores de redução direta, e de ferro-gusa nos altos-fornos, em lugar, respectivamente, do gás natural e do carvão mineral e vegetal pulverizados. A novidade promete reduzir a emissão de gases poluentes pelas indústrias, diminuir o acúmulo de lixo nas grandes cidades e de dejetos animais na pecuária e aumentar o ganho econômico no setor siderúrgico.
A ideia do uso do biogás surgiu como alternativa ao carvão mineral e vegetal e ao gás natural na siderurgia, amenizando o problema da emissão de gás metano, um dos vilões do efeito estufa, cuja produção ocorre tanto a partir do lixo orgânico quanto em criações de gado. Segundo a pesquisadora Andréa Amaral, professora do ICB, um morador de regiões urbanas produz, em média, de 0,6 a 1,1 quilograma de lixo por dia e cada bovino elimina, diariamente, cerca de 25 quilogramas de fezes. A proposta é aproveitar esses dejetos e o lixo urbano para gerar combustível que auxilie na produção de ferro esponja e ferro-gusa, matérias-primas do aço.
Além disso, a tecnologia, que está em fase de patenteamento em processo conduzido pela Coordenadoria de Transferência e Inovação Tecnológica (CTIT), tem potencial para promover a redução do desmatamento e da emissão de gás carbônico no segmento siderúrgico, uma vez que o biogás poderá substituir o carvão vegetal nos altos-fornos. Por lei, 60% do carvão vegetal utilizado na siderurgia brasileira deveria vir de matas reflorestadas. “No entanto, apenas 30% desse carvão tem origem em madeira de reflorestamento”, estima o pesquisador Paulo Assis, professor da Ufop e coordenador de engenharia do projeto.
Já em relação aos ganhos econômicos, a maior vantagem oferecida pelo Biosid decorre da substituição do carvão mineral pelo biogás. Quase todo o carvão mineral utilizado na siderurgia brasileira é importado de Austrália, Canadá, Estados Unidos, China e Rússia. Segundo o professor Assis, 70% do setor siderúrgico brasileiro depende do coque, produzido em unidades industriais que se valem do carvão importado. “Hoje, o país gasta mais de US$ 5 bilhões ao ano com importação de carvão mineral”, calcula.
Tanto em reatores de redução direta, onde se produz o ferro esponja, quanto em altos-fornos, destinados à produção de ferro-gusa, a utilização de biogás em lugar de outros combustíveis não altera a qualidade do aço. No caso do processo de redução direta, a proposta é substituir 100% do gás natural utilizado. Já nos altos-fornos, a substituição do carvão será parcial, pois a prática de injeção de carvão pulverizado em altos-fornos pode substituir até 40% do redutor granulado carregado pelo topo do equipamento.
Transformações
Para que a tecnologia seja implantada da forma como foi planejada – aproveitando tanto o metano proveniente do lixo orgânico quanto o originado a partir dos dejetos de animais –, é preciso que haja mudança de mentalidade por parte dos pecuaristas. A maior parte dos rebanhos de gado no Brasil é criada em regime extensivo, o que inviabiliza o recolhimento dos resíduos para produção de biogás. O acúmulo do material orgânico a ser transformado nos biodigestores rurais só é possível na pecuária intensiva, ou seja, com o gado criado em confinamento. “Estamos propondo uma mudança de mentalidade em longo prazo que irá levar ao desenvolvimento do campo, com o incremento na produção de fertilizantes e de ração animal, além de diminuir o impacto do desmatamento”, salienta Paulo Assis. A pecuária intensiva permite aproveitar melhor os espaços, uma vez que não exige a derrubada de vegetação em grandes áreas para transformá-las em pasto.
O processo de produção do biogás no campo ou nas grandes cidades inicia-se com a coleta dos excrementos animais ou lixo orgânico. Um reator de digestão anaeróbica, capaz de suportar altas cargas orgânicas, gera o biogás como subproduto. Barato e de fácil construção, esse equipamento pode ser instalado próximo a grandes cidades ou nas próprias fazendas. Para levar o biogás até a usina, o projeto sugere a utilização de gasodutos ou cilindros. “É o mesmo tipo de transporte usado para o gás natural”, afirma o professor Edmar Chartone de Souza, do ICB, também envolvido nos estudos.
A cadeia de produção pode apresentar ganhos de custo caso vários empreendimentos agropecuários vizinhos se associem entre si e com as siderúrgicas para facilitar a produção e o transporte do biogás em larga escala.
