Emissões atmosféricas provenientes do consumo de madeira como biocombustível no Paraná

Orientador : Prof. Dr. Dimas Agostinho da SilvaCoorientadora : Profª. Drª. Mayara Elita CarneiroDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 24/03/2016Inclui referências : f. 69-76Área de concentração : Tecnologia e utilização de produtos florestaisResumo: Uma das principais preocupações na geração de energia térmica e elétrica são os impactos ambientais decorrentes das emissões atmosféricas que causam danos à saúde e ao meio ambiente. Entretanto, no Brasil, são poucos os trabalhos que avaliam os impactos ambientais do consumo industrial e agropecuário da madeira como biocombustível, de maneira desagregada por Estado e sob o enfoque de indicadores ambientais. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi estimar as emissões atmosféricas provenientes do consumo de madeira como biocombustível, no Estado do Paraná, e avaliar o seu impacto ambiental por meio do uso de indicadores ambientais. Com base nos dados disponibilizados pelo Instituto Ambiental do Paraná, foi calculado o consumo anual de madeira, em fontes fixas de combustão licenciadas no Estado, e identificadas as fontes fixas de combustão que utilizam esse biocombustível. As emissões do poluente sólido, material particulado e dos poluentes gasosos: óxido de nitrogênio (NOX), óxido de enxofre (SOX) e monóxido de carbono (CO), foram estimadas considerando os fatores de emissão do biocombustível madeira. A avaliação dos impactos ambientais das emissões atmosféricas foi realizada por meio dos seguintes indicadores ambientais: coeficiente de dióxido de carbono equivalente, indicador de poluição e eficiência ecológica. De acordo com os resultados obtidos, foram consumidos aproximadamente 21 milhões de toneladas de madeira como biocombustível, em fontes fixas de combustão, no Estado do Paraná. As fontes fixas de combustão identificadas se dividem, principalmente, entre fornos, fornalhas, caldeiras e secadores; e o consumo da madeira ocorre na forma de lenha, cavacos e resíduos florestais e madeireiros, como a serragem. Nas fontes fixas consideradas, destacaram-se as emissões de material particulado (25921 ton.ano-1), NOx (15603 ton.ano-1) e CO (69694 ton.ano-1). Não foram identificados equipamentos de controle de poluição do ar (ECP) em 68% das fontes fixas licenciadas no Estado do Paraná. Nas que possuem ECP, observou-se que os mais utilizados são os coletores mecânicos e os lavadores de gases, que possuem eficiências de redução de poluição mais baixas, quando comparados aos precipitadores eletrostáticos e aos filtros de manga, que podem atingir até 99% de eficiência de redução, porém a um custo mais elevado e por isto, sendo menos utilizados. Com base nos indicadores ambientais avaliados, os impactos ambientais gerados a partir do consumo do biocombustível madeira podem ser minimizados consideravelmente com o uso de madeira proveniente de plantios florestais manejados sustentavelmente, com o consumo de madeira com teores de umidade mais baixos, e por meio do uso de processos de combustão mais modernos, com uma eficiência de conversão energética mais alta. Palavras-chave: Bioenergia. Eficiência ecológica. Fontes fixas. Poluição do ar.Abstract: One of the major concerns about the thermal and power generation is the environmental impact of air emissions that cause serious health and environmental damages. However, in Brazil, there are only a few studies evaluating the environmental impacts of industrial and agricultural consumption of wood as biofuel, in a disaggregated way and from the standpoint of environmental indicators. The aim of this study was to estimate air emissions from the consumption of wood as biofuel in Paraná State and evaluate their environmental impact through the use of environmental indicators. Based on data provided by the Instituto Ambiental do Paraná the annual consumption of wood in licensed stationary sources in Paraná State was calculated and identified the energy conversion processes that consume this biofuel. The emissions of particulate matter, nitric oxides (NOx), sulfur oxides (SOx) and carbon monoxide (CO) were estimated by emission factors for wood as biofuel. The evaluation of the environmental impacts of air emissions was carried out through the following environmental indicators: carbon dioxide equivalent, pollution indicator and ecologic efficiency. According to the results were consumed approximately 21 million tons of wood as biofuel in stationary sources of combustion in the State of Paraná. The stationary sources identified are divided mainly between ovens, furnaces, boilers and dryers. The wood for energy is consumed as firewood, wood chips, forest and industrial wood wastes, like sawdust. Among the estimated air emissions from the wood combustion stood out the particulate matter (25921 ton.year-1), NOx (15603 ton.year-1) and CO (69694 ton.year-1). The most used pollution control devices are mechanical collectors and wet scrubbers which have a lower pollution reduction efficiency when compared to electrostatic precipitators and bag filters, both less used as pollution control device due to them higher cost. It was identified that 68% of licensed stationary sources in Paraná State didn't have any pollution control device. Based on the evaluation of the environmental indicators, the environmental impacts generated from wood consumption as biofuel can be minimized by the use of wood from sustainably managed forests plantations, by the consumption of biofuel with low moisture content and by using more efficiency combustion processes. Keywords: Bioenergy. Ecological efficiency. Stationary sources. Air pollution