por NILTON NUNES TOLEDO*
Una de nuestras debilidades es basar el desarrollo en la producción de productos que la competencia internacional pueda llevarse
El desarrollo de nuestro país se dio al azar y siempre en base a oportunidades nacidas internamente, como el descubrimiento de un mineral, o la demanda de un producto de importación prohibida, como los vehículos, cuya producción se dio en la década de 1960; algunas oportunidades provenientes del exterior, como la demanda de café, soja, azúcar, mineral de hierro, etc.
Lo que se puede concluir de estos pocos ejemplos es que nada de esto fue planeado, ni resultado de un plan estratégico basado en estudios en busca de la vocación nacional. Acciones que oportunamente funcionaron, como la industrialización de autopartes, el desarrollo de computadoras digitales y otros productos, ahora son superadas por productos similares europeos, norteamericanos, chinos, coreanos y otros, ya que estos países pueden producirlos con mayor facilidad, debido a sus planes institucionales y disponibilidad de recursos financieros, acabando con las oportunidades aquí establecidas. La liberación de las importaciones de estos artículos también contribuyó al desmantelamiento de parte de la industria nacional, con la venta y privatización de grandes empresas nacionales, como: Metal Leve, Brastemp, Walita, Vale do Rio Doce, Companhia Siderúrgica Nacional.
Puede decirse que uno de nuestros puntos débiles es basar el desarrollo en la producción de productos que la competencia internacional pueda arrebatar, cuando el volumen del mercado desarrollado aquí resulte atractivo.
Una planificación estratégica elaborada, por ejemplo, con el método SWAT, mostraría los puntos débiles – como los mencionados; las fortalezas, ya evidentes para nosotros, como la agricultura; y las amenazas contenidas en el éxito industrial de otros países; y las oportunidades – como las ya identificadas por el éxito de la agricultura, superando a competidores como países productores de soja, maíz, algodón, celulosa, papel, azúcar y otros.
Hoy ya es evidente que la vocación nacional es minera, agrícola y forestal. El error está en la visión miope de exportar commodities – se vuelve urgente su procesamiento, por ejemplo, metales ya fabricados; productos agroindustriales, como aceite vegetal, harina de soya, jabón, harina de maíz, harina de yuca, alimento para cerdos bovinos, mascotas, chocolate, vino, azúcar, alcohol, café, carne; productos forestales: papel, celulosa, madera, carbón vegetal, medicamentos de la extracción de esencias forestales; derivados del petróleo: gasolina, diesel, aceites lubricantes, parafina, plásticos. Así, la exportación de mercancías debería limitarse a los excedentes.
Agronegocio
La demanda mundial de alimentos ha propiciado un desarrollo tecnológico en la agricultura nacional, que es imbatible en el mundo, ya que ningún país puede producir como nosotros, dos cosechas al año, en algunos casos incluso más, como en el rubro de la fruticultura en el valle del río São Francisco, donde se cosechan cinco cosechas de uva en dos años. Lo que nos falta es un plan de optimización en cada sector productivo, con exportación de los productos generados en la agroindustria, que incluya metas de generación de empleo, reducción de la desigualdad social y priorización de la preservación ambiental. En definitiva, planes y legislación conducentes a generar más ingresos para el país. En este campo, podemos desarrollar procesos de optimización en la producción de productos nobles basados en el desarrollo racional de Babaçu, que ahora es artesanal. Además de otras palmeras autóctonas como Vapuruçu.
Minería
Contamos con yacimientos de los metales más apetecidos del mundo: hierro, aluminio, cobre, estaño, zinc, uranio, entre otros; exportamos estos minerales y también los metales correspondientes. ¿Por qué no exportar solo metales, con la ampliación de nuestro parque industrial y sus respectivos puestos de trabajo, creando así una industria imbatible y reservada solo para quienes tienen, además del mineral, energía y conocimiento?
Nuevas oportunidades
Centro de excelencia No se puede olvidar que el potencial humano que forma centros de excelencia generadores de negocios con grandes oportunidades puede mencionar a Embraer, ya considerada la mejor del mundo, ya Embrapa, que llevó al país a batir récords de productividad en la agricultura. Petrobras desarrolló exploración de petróleo en aguas profundas. Esté atento a los investigadores de todas las universidades que buscan nuevas oportunidades.
El carbón vegetal es el reductor químico de mejor calidad para la obtención de metales, ya que es de gran pureza, a diferencia del carbón mineral que, por contener elementos como azufre y otros, contamina el metal obtenido. (El uso del carbón mineral por parte de la siderurgia es el gran contaminador, un villano nacional). Por eso, destaco la necesidad del carbón vegetal y describiré un proceso que racionaliza su producción actual y que fue desarrollado por profesores de la USP.
“Las plantas serán diseñadas para cumplir con los requerimientos del contratista, de acuerdo a sus necesidades: “el tipo de biomasa a carbonizar”; las características del carbón vegetal a obtener: resistencia mecánica, porcentaje de carbón fijo”; el tipo de carbón: en polvo, o en pedazos”; “lugar donde se instalará la planta”; entre otras cuestiones.
Este proceso permite la producción de carbón vegetal a partir de cualquier biomasa, lo que no interfiere con la producción de alimentos. Como posibles biomasas para esta producción se pueden destacar el bagazo de caña de azúcar y también plantas naturales de Brasil que actualmente solo se explotan mediante procesos artesanales, como el babasú y otras palmeras. Para justificar este destaque, recordemos que el único proceso manufacturero altamente contaminante del país es el siderúrgico, que utiliza carbón mineral importado. Además de la contaminación ambiental que produce este tipo de carbón, también conlleva enormes costos para el país: la balanza comercial arroja 674 millones de dólares al año, a precios actuales, que se reducen al 50% del promedio del pasado reciente.
Tenga en cuenta que el acero producido es de segunda calidad porque contiene impurezas, como ya se mencionó. Brasil solo podría producir acero verde como lo hacen Mannesmann y otras industrias más pequeñas, que producen arrabio verde, es decir, hierro obtenido del carbón vegetal. Una de las fuentes importantes de carbón vegetal es la madera de eucalipto, que requiere extensas plantaciones de estos árboles. Cabe señalar que un bosque de eucaliptos puede implementarse en terrenos baldíos, o en terrenos degradados, o incluso en terrenos no aptos para la producción de alimentos, como lo es en relieve en terrenos no cultivables.
Un elemento importante a considerar es la observación de que un bosque plantado reduce el efecto invernadero, ya que los árboles en crecimiento absorben CO2. Los bosques nativos juegan un papel esencial en la preservación del medio ambiente, además de la rica diversidad de plantas y animales que albergan, proporcionan lluvia. Sin embargo, generan más dióxido de carbono del que absorben, además de generar gas metano.
Así, se concluye que la siembra de bosques es beneficiosa en cuanto a la preservación ambiental, además de mantener los bosques nativos.
La Escuela Politécnica de la USP, en el Departamento de Ingeniería de Materiales, concluyó de la investigación que los altos hornos para la producción de hierro con carbón vegetal son económicamente viables, si su diseño es compatible con la resistencia mecánica del carbón vegetal, o sea, con un tamaño menor que el tradicionales: en lugar de un horno grande, se pueden utilizar cuatro hornos medianos, por ejemplo, facilitando su manejo y mantenimiento.
Se puede decir que el uso del carbón vegetal en la producción de hierro es la redención nacional, desde el punto de vista de la preservación del medio ambiente.
La producción racional de carbón
La producción de carbón vegetal en el país ya es alta con 5,722 millones de toneladas en 2018, aunque limitada al uso de la leña como materia prima. Su consumo es de 4,919 millones en industria y básicamente consumo doméstico, prevaleciendo el uso industrial, principalmente en la metalurgia, por ejemplo, en la reducción de hierro, cobre, magnesio, o en procesos químicos, por ejemplo, para la obtención de carbón activado.
La primera motivación que tuve para estudiar la producción de carbón vegetal fue la sustitución del petróleo, durante la crisis de los años 1970. sustitución del petróleo.
La segunda motivación fueron las razones ecológicas y las relacionadas con la calidad en los procesos metalúrgicos.
Puedo decir que el conocimiento obtenido de este estudio me llevó a conclusiones que son de suma importancia:
– El carbón vegetal es una materia prima de alta pureza para la industria, ¡y no debe considerarse solo como energía! Para producir energía, la leña es mejor que el carbón, habiendo sido muy utilizada en los ferrocarriles y aún hoy, en la industria cerámica;
– Los procesos utilizados en la producción de carbón vegetal, en Brasil, se restringen a la leña, no aptos para otras biomasas.
– Las pérdidas de energía con estos procesos son enormes – si se eliminaran estas pérdidas, el equivalente en petróleo a la energía obtenida sería de 33 mil barriles de petróleo por día (cuaderno técnico del Departamento de Ingeniería de Materiales). Y esto es fácil de entender: con el proceso tradicional, para cargar el horno hace falta que esté frío; luego, debe calentarse, para carbonizar; después del carbonizado, debe volver a estar frío para poder descargarlo.
– La pérdida de subproductos con estos procesos también es bastante considerable: la carbonización genera una nube de humo que contiene: alquitrán vegetal; gases combustibles (metano, hidrógeno, monóxido de carbono); dióxido de carbono; metanol; ácido acético. Además del hecho de que estas emisiones son contaminantes, la mayor parte de lo que se desperdicia tiene un buen valor comercial y puede valer incluso más que el carbón producido.
– El tiempo de carbonización: las pruebas realizadas en nuestra investigación demuestran que, si no se extrae el humo generado en el proceso antes de remojar el material a carbonizar, el tiempo de elaboración aumenta significativamente. Con la extracción de este humo, en el prototipo, observamos que la reducción del tiempo de carbonización fue de alrededor del 90% en relación al tiempo requerido por los procesos actuales: incluso el sofisticado horno francés Lambiot gasta 60 horas por carga, mientras que, en el prototipo , esta vez reducido a 6 horas!
Breve historia del proyecto.
En la década de 1980, desarrollamos pruebas con celdas de carbón que serían cargadas con grúas; esta fase se abandonó cuando el petróleo bajó de un precio de 50 dólares a 9 dólares el barril, haciendo inviable la sustitución del petróleo por biomasa.
En el año 2000, la búsqueda de productos que tuvieran la capacidad de preservar el medio ambiente nos motivó a retomar la búsqueda de una solución ecológicamente correcta, no para reemplazar el petróleo, sino para alimentar procesos industriales sin contaminar el medio ambiente y con una mejor calidad del producto. obtenido. Así, creamos el proceso aquí propuesto, que presenta alto rendimiento y bajo costo, además de dar prestigio a la mano de obra. En esta nueva etapa montamos varios prototipos, llegando al de 4 réplicas el que mejor resultado presentó. Simultáneamente, estudiamos cómo plantar, cosechar y transportar eucaliptos. Probamos el monorriel que usa los árboles y varios dispositivos para transportar la leña cosechada al horno.
Las torres de separación son instrumentos desarrollados en procesos de Química y son fácilmente dimensionables por los ingenieros del área. En la primera fase de la investigación logramos obtener productos de alta calidad en prototipos de torres de destilación fraccionada: alquitrán vegetal, metanol, ácido acético con 99,9% de pureza, gases combustibles: metano, hidrógeno, monóxido de carbono, además de nitrógeno y dióxido de carbono.
En base a todo este conjunto de conocimientos para la optimización del nuevo proceso de carbonización, es necesario montar una planta piloto, que nos dará los parámetros para obtener los productos deseados a partir de cada tipo de biomasa disponible.
Como en todo proceso nuevo, es necesario dotar a la planta piloto de todo un instrumento de medida de parámetros, que se obtendrán a partir de la fabricación de lotes piloto. En estos lotes piloto se utilizarán diferentes tipos de biomasa, lo que permitirá conocer los datos para el diseño de las plantas de producción, en las que algunos de estos instrumentos de medida ya no serán necesarios.
La planta piloto tiene como objetivo la producción de carbón vegetal a partir de cualquier biomasa y debe estar equipada para la formación e investigación del comportamiento de los distintos tipos de biomasa.
Este dimensionamiento no incluye la destilación de ácido piroleñoso y la construcción del monorriel, ya que, como se ha descrito anteriormente, el monorriel ya ha sido probado y la destilación fraccionada son procesos clásicos ya conocidos.
La puesta en marcha de esta planta piloto permitirá el desarrollo de nuevas ideas que permitan la automatización de la operación e incluso la generación de mejores rendimientos.
La inversión necesaria, el costo de operación y los precios de venta, ya estimados, muestran que la operación de volúmenes superiores a 10 toneladas por día ofrece una operación económicamente viable.
La planta piloto permitirá optimizar la operación, trayendo datos precisos para dimensionar el tamaño ideal de la planta de producción estándar.
*Nilton NunesToledo es profesor jubilado del Departamento de Ingeniería de Producción de la USP.
El sitio web de A Terra é Redonda existe gracias a nuestros lectores y simpatizantes.
Ayúdanos a mantener esta idea en marcha.
Haga clic aquí para ver cómo
