da NILTON NUNES TOLEDO*

Uno dei nostri punti deboli è basare lo sviluppo sulla produzione di prodotti che la concorrenza internazionale può sostenere

Lo sviluppo del nostro Paese è avvenuto in maniera casuale e sempre sulla base di opportunità nate internamente, come la scoperta di un minerale, o la richiesta di un prodotto di importazione vietata, come i veicoli, la cui produzione è avvenuta negli anni '1960; alcune opportunità provenienti dall'estero, come la domanda di caffè, soia, zucchero, minerale di ferro, ecc.

Ciò che si può concludere da questi pochi esempi è che nulla di tutto ciò è stato pianificato, o il risultato di un piano strategico basato su studi alla ricerca della vocazione nazionale. Azioni che opportunamente hanno funzionato, come l'industrializzazione di ricambi per auto, lo sviluppo di computer digitali e altri prodotti, sono ora superate da simili prodotti europei, nordamericani, cinesi, coreani e altri, in quanto questi paesi possono produrli con maggiore facilità, grazie ai suoi piani istituzionali e alla disponibilità di risorse finanziarie, uccidendo le opportunità qui stabilite. Il rilascio delle importazioni di questi articoli ha anche contribuito allo smantellamento di parte dell'industria nazionale, con la vendita e la privatizzazione di grandi aziende nazionali, come: Metal Leve, Brastemp, Walita, Vale do Rio Doce, Companhia Siderúrgica Nacional.

Si può dire che uno dei nostri punti deboli è quello di basare lo sviluppo sulla produzione di prodotti che la concorrenza internazionale può assumere, quando il volume del mercato qui sviluppato si rivela appetibile.

Una pianificazione strategica elaborata, ad esempio, con il metodo SWAT, mostrerebbe i punti deboli – come quelli citati; i punti di forza, già evidenti per noi – come l'agricoltura; e le minacce contenute nel successo industriale di altri paesi; e le opportunità – come quelle già identificate dal successo dell'agricoltura, superando concorrenti come paesi che producono soia, mais, cotone, cellulosa, carta, zucchero e altri.

Oggi è già evidente che la vocazione nazionale è mineraria, agricola e forestale. L'errore sta nella visione miope dell'esportazione di merci – la loro lavorazione diventa urgente, per esempio, metalli già lavorati; prodotti agroindustriali, come olio vegetale, farina di soia, sapone, farina di mais, farina di manioca, mangime per suini bovini, animali da compagnia, cioccolato, vino, zucchero, alcool, caffè, carne; prodotti forestali: carta, cellulosa, legno, carbone, medicinali dall'estrazione di essenze forestali; prodotti petroliferi: benzina, gasolio, oli lubrificanti, paraffina, plastica. Pertanto, l'esportazione di merci dovrebbe essere limitata alle eccedenze.

agribusiness

La domanda mondiale di cibo ha portato a uno sviluppo tecnologico dell'agricoltura nazionale, imbattibile al mondo, in quanto nessun Paese può produrre come noi due raccolti all'anno, in alcuni casi anche di più, come nel settore della frutticoltura in la valle del fiume São Francisco, dove vengono raccolte cinque vendemmie in due anni. Ciò che ci manca è un piano di ottimizzazione in ogni settore produttivo, con l'esportazione dei prodotti generati nell'agroindustria, compresi gli obiettivi per la creazione di posti di lavoro, la riduzione delle disuguaglianze sociali e la priorità della conservazione dell'ambiente. Insomma, piani e legislazioni favorevoli a generare maggiori entrate per il Paese. In questo campo, possiamo sviluppare processi di ottimizzazione nella produzione di prodotti nobili basati sullo sviluppo razionale di Babaçu, che ora è artigianale. Oltre ad altre palme autoctone come Vapuruçu.

Minerario

Abbiamo depositi di minerali dei metalli più desiderati al mondo: ferro, alluminio, rame, stagno, zinco, uranio, tra gli altri; esportiamo questi minerali e anche i metalli corrispondenti. Perché non esportare solo metalli, con l'ampliamento del nostro parco industriale e dei rispettivi posti di lavoro, creando così un'industria imbattibile e riservata solo a chi ha, oltre al minerale, energia e conoscenza?

Nuove opportunità

Centro di eccellenza Non si può dimenticare che il potenziale umano che forma centri di eccellenza generatori di business con grandi opportunità può citare l'Embraer, già considerato il migliore al mondo, e l'Embrapa, che ha portato il Paese a battere i record di produttività in agricoltura. Petrobras ha sviluppato l'esplorazione petrolifera in acque profonde. Fai attenzione ai ricercatori di tutte le università che controllano nuove opportunità.

Il carbone è il riduttore chimico di migliore qualità per l'ottenimento dei metalli, in quanto è molto puro – a differenza del carbone minerale che, poiché contiene elementi come zolfo e altri, contamina il metallo ottenuto. (L'uso del carbone minerale da parte dell'industria siderurgica è il grande inquinatore, un cattivo nazionale). Per questo sottolineo la necessità del carbone e descriverò un processo che razionalizza la sua attuale produzione e che è stato messo a punto dai professori dell'USP.

“Gli impianti saranno progettati per soddisfare le esigenze dell'appaltatore, in base alle loro esigenze: “il tipo di biomassa da carbonizzare”; le caratteristiche del carbone da ottenere: resistenza meccanica, percentuale di carbonio fisso”; il tipo di carbone: in polvere, o in pezzi”; “luogo in cui verrà installato l'impianto”; tra le altre questioni.

Questo processo consente la produzione di carbone da qualsiasi biomassa, che non interferisce con la produzione alimentare. Come possibili biomasse per questa produzione, si possono evidenziare la bagassa di canna da zucchero e anche piante naturali del Brasile che attualmente vengono sfruttate solo attraverso processi artigianali, come il babassu e altre palme. Per giustificare questa evidenza, ricordiamo che l'unico processo produttivo altamente inquinante nel Paese è l'industria siderurgica, che utilizza carbone minerale importato. Oltre all'inquinamento ambientale che questo tipo di carbone produce, comporta anche costi enormi per il Paese: la bilancia commerciale sopporta 674 milioni di dollari l'anno, a prezzi correnti, ridotti al 50% della media del recente passato.

Si noti che l'acciaio prodotto è di seconda qualità perché contiene impurità, come già detto. Il Brasile poteva produrre solo acciaio verde come fanno Mannesmann e altre industrie minori, che producono ghisa verde, cioè ferro ottenuto dal carbone di legna. Una delle fonti importanti di carbone è il legno di eucalipto, che richiede estese piantagioni di questi alberi. Va notato che un bosco di eucalipti può essere realizzato su terreni incolti, o su terreni degradati, o anche su terreni non idonei alla produzione alimentare, in quanto situati su terreni non coltivabili.

Un elemento importante da considerare è l'osservazione che una foresta piantata riduce l'effetto serra, in quanto gli alberi in crescita assorbono COXNUMX₂. Le foreste native svolgono un ruolo essenziale nella conservazione dell'ambiente: oltre alla ricca diversità vegetale e animale che ospitano, forniscono precipitazioni. Tuttavia, generano più anidride carbonica di quanta ne assorbano, oltre a generare gas metano.

Pertanto, si conclude che la piantumazione di foreste è vantaggiosa in termini di conservazione ambientale, oltre a mantenere le foreste native.

La Scuola Politecnica dell'USP, Dipartimento di Ingegneria dei Materiali, ha concluso dalla ricerca che gli altiforni per la produzione di ferro a carbone sono economicamente sostenibili, se la loro progettazione è compatibile con la resistenza meccanica del carbone, ovvero con una dimensione inferiore rispetto al quelli tradizionali: al posto di un forno grande si possono utilizzare, ad esempio, quattro forni di medie dimensioni, facilitandone la movimentazione e la manutenzione.

Si può dire che l'utilizzo del carbone di legna nella produzione del ferro sia il riscatto nazionale, dal punto di vista della salvaguardia ambientale.

La produzione razionale del carbone

La produzione di carbone nel Paese è già elevata a 5,722 milioni di tonnellate nel 2018, sebbene limitata all'uso della legna da ardere come materia prima. Il suo consumo è di 4,919 milioni nell'industria e fondamentalmente il consumo domestico, prevalendo l'uso industriale, principalmente nella metallurgia, ad esempio, nella riduzione di ferro, rame, magnesio, o nei processi chimici, come, ad esempio, per ottenere carbone attivo.

La prima motivazione che ho avuto per studiare la produzione del carbone è stata la sostituzione del petrolio, durante la crisi degli anni '1970.

La seconda motivazione erano le ragioni ecologiche e quelle legate alla qualità nei processi metallurgici.

Posso dire che le conoscenze acquisite da questo studio mi hanno portato a conclusioni di fondamentale importanza:

– Il carbone è una materia prima di elevata purezza per l'industria e non deve essere considerato solo come energia! Per produrre energia la legna da ardere è migliore del carbone, essendo stato largamente utilizzato nelle ferrovie e ancora oggi nell'industria ceramica;

– I processi utilizzati nella produzione di carbone, in Brasile, sono limitati alla legna da ardere, non adatta ad altre biomasse.

– Le perdite di energia con questi processi sono enormi – se queste perdite fossero eliminate, l'equivalente in petrolio dell'energia ottenuta sarebbe di 33mila barili di petrolio al giorno (quaderno tecnico del Dipartimento di Ingegneria dei Materiali). E questo è facile da capire: con il procedimento tradizionale, per caricare il forno occorre che sia freddo; poi, deve essere riscaldato, per carbonizzare; dopo la carbonizzazione, deve essere di nuovo freddo per essere scaricato.

– Anche la perdita di sottoprodotti con queste lavorazioni è piuttosto consistente: la carbonizzazione genera una nuvola di fumo che contiene: catrame vegetale; gas combustibili (metano, idrogeno, monossido di carbonio); diossido di carbonio; metanolo; Acido acetico. Oltre al fatto che queste emissioni sono inquinanti, la maggior parte di ciò che viene sprecato ha un buon valore commerciale, e può valere anche più del carbone prodotto.

– Il tempo di carbonizzazione: i test effettuati nella nostra ricerca dimostrano che, se non si estrae il fumo generato nel processo prima della macerazione del materiale da carbonizzare, il tempo di lavorazione aumenta sensibilmente. Con l'estrazione di questi fumi, nel prototipo, abbiamo osservato che la riduzione del tempo di carbonizzazione era di circa il 90% rispetto al tempo richiesto dai processi attuali: anche il sofisticato forno francese Lambiot trascorre 60 ore per carico, mentre, nel prototipo , questa volta ridotto a 6 ore!

Breve storia del progetto

Negli anni '1980 abbiamo sviluppato test con celle a carbone che sarebbero state caricate con gru; questa fase è stata abbandonata quando il prezzo del petrolio è passato da 50 dollari a 9 dollari al barile, rendendo impraticabile la sostituzione del petrolio con la biomassa.

Nell'anno 2000, la ricerca di prodotti che avessero la capacità di preservare l'ambiente ci ha motivato a tornare alla ricerca di una soluzione ecologicamente corretta, non per sostituire il petrolio, ma per alimentare i processi industriali senza inquinare l'ambiente e con una migliore qualità del prodotto. ottenuto. Abbiamo così creato il processo qui proposto, che presenta alte prestazioni e basso costo, oltre a dare prestigio alla forza lavoro. In questa nuova fase abbiamo assemblato diversi prototipi, arrivando a quello con 4 storte che ha presentato il miglior risultato. Contemporaneamente, abbiamo studiato come piantare, raccogliere e trasportare l'eucalipto. Abbiamo testato la monorotaia che utilizza gli alberi e vari dispositivi per trasportare al forno la legna da ardere raccolta.

Le torri di separazione sono strumenti sviluppati nei processi di Chimica e sono facilmente dimensionabili dai tecnici di zona. Nella prima fase della ricerca, siamo riusciti ad ottenere prodotti di alta qualità in prototipi di torri di distillazione frazionata: catrame vegetale, metanolo, acido acetico con purezza 99,9%, gas combustibili: metano, idrogeno, monossido di carbonio, oltre all'azoto e anidride carbonica.

Sulla base di tutta questa raccolta di conoscenze per l'ottimizzazione del nuovo processo di carbonizzazione, è necessario allestire un impianto pilota, che ci fornirà i parametri per ottenere i prodotti desiderati da ogni tipo di biomassa disponibile.

Come in ogni nuovo processo, è necessario dotare l'impianto pilota di un intero strumento per la misurazione dei parametri, che sarà ottenuto dalla produzione di lotti pilota. In questi lotti pilota verranno utilizzate diverse tipologie di biomasse, che permetteranno di conoscere i dati per la progettazione degli impianti di produzione, nei quali alcuni di questi strumenti di misura non saranno più necessari.

L'impianto pilota mira a produrre carbone da qualsiasi biomassa e deve essere attrezzato per la formazione e la ricerca sulle prestazioni di vari tipi di biomassa.

Questo dimensionamento non include la distillazione dell'acido piroligneo e la costruzione della monorotaia, in quanto, come sopra descritto, la monorotaia è già stata sperimentata e la distillazione frazionata sono processi classici già noti.

La realizzazione di questo impianto pilota consentirà lo sviluppo di nuove idee per consentire l'automazione del funzionamento e anche la generazione di rendimenti migliori.

L'investimento necessario, il costo operativo ei prezzi di vendita, già stimati, dimostrano che l'operazione di volumi superiori a 10 tonnellate al giorno offre un'operazione economicamente sostenibile.

L'impianto pilota consentirà l'ottimizzazione dell'operazione, portando dati accurati per dimensionare la dimensione ideale dell'impianto di produzione standard.

*Nilton Nunes Toledo è professore in pensione presso il Dipartimento di Ingegneria della Produzione dell'USP.

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