FORNO DE CARVÃO: Como construir e adaptar para uma produção ecológica

Neste artigo épico você irá aprender algumas dicas essenciais de como construir um forno de carvão.

  • Keywords: forno de carvão, como construir um forno de carvão sao queimador de gases de carbonização, controle de poluição em carvoarias, incineração de fumaça de carbonização, carvão ecológico, fábrica de carvão etc.
Escrito por : Daniel Camara Barcellos email: daniel.barcellos@live.com
 

O que é um forno de carvão?

Um forno de carvão é um equipamento utilizado para converter biomassa (madeira ou outro material lignocelulósico) em carvão vegetal.

Existem inúmeros modelos de fornos de carvão:

  • Temos os famosos fornos circulares geralmente apelidados de “forno rabo quente.”
  • Temos os famosos fornos retangulares comumente usados em larga escala produtiva
  • Temos o famoso forno container que foi o primeiro forno que permitiu a queima de fumaça de carbonização no Brasil
  • Temos o promissor forno isomóvel que é uma tecnologia híbrida com unidades comerciais em andamento.
  • Temos ainda outros fornos famosos como DPC, Ondatec, retorta contínua, etc.

O forno de carvão podem ser classificado no grupo dos fornos de alvenaria tradicionais ou no grupo das novas tecnologias promissoras

Detalhes sobre os modelos de forno de carvão de alvenaria podem ser vistos no artigo como é produzido carvão vegetal em fornos de alvenaria.

O forno de carvão de alvenaria representa atualmente mais de 95% da base produtiva brasileira.

As tecnologias promissoras de forno de carvão que se estendem além dos tradicionais fornos de alvenaria podem ser vistas no artigo Fábrica de carvão ecológica do futuro: Como Será?

Como deve ser um forno de carvão ecológico?

O forno de carvão ecológico deve possibilitar a captura dos gases de carbonização facilmente.

O arranjo dos fornos de carvão ecológico em uma praça deve ser planejado em torno de um equipamento denominado queimador de fumaça.

No artigo como projetar uma queimador de fumaça apresento a você um passo passo essencial para ter uma unidade ecológica de carvão eficiente.

O forno de carvão deve ter um controle operacional eficiente e simples.

O forno de carvão ecológico deve ser construído com materiais adequados.

A carbonização da madeira é um processo complexo e o forno de carvão deve ser capaz de resistir às grandes variações inerentes do próprio processo.

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As ETAPAS CONSTRUTIVAS de um forno de carvão ecológico

O forno de carvão precisa ser construído a partir de alguns preceitos e conceitos.

Passo 01 – Ter o PROJETO EXECUTIVO do seu forno de carvão ecológico

O primeiro passo para construir um forno de carvão ecológico é ter o projeto executivo em mãos

Pode ser um modelo simples como um forno de carvão circular de alvenaria ou  um modelo complexo como o forno de carvão tipo container.

Com o projeto executivo do forno de carvão fica fácil de passarmos para o próximo passo que é o de estabelecermos um cronograma de implantação.

No projeto executivo é necessário alguns detalhes que chamo a atenção a você aqui:

  1. Um modelo de forno de carvão ecológico tem que estar preparado para receber tecnologias acessórias como resfriadores, secadores ou mesmo automação dentre outras tecnologias
  2. Um forno de carvão ecológico tem que ter facilidade de resfriamento.
  3. Um forno de carvão ecológico tem que ter capacidade de suportar variações de umidade da matéria prima.
  4. Um forno de carvão ecológico tem que ter facilidade de captação de gases e facilidade de controle da carbonização.

São detalhes que precisam estar no projeto e que permitem irmos para o próximo passo que é…

Passo 02 – Ter um CRONOGRAMA EXECUTIVO dos fornos de carvão

Alguns modelos de forno de carvão são construídos muito rapidamente.= outro nem tanto.

Quando a quantidade de fornos de carvão é grande, usar gabaritos construtivos é uma excelente idéia.

Ter o cronograma executivo com a lista de materiais construtivos e os tempos construtivos de cada forno de carvão é importante.

Todo forno de carvão terá uma sequência óbvia construtiva:

  1. Preparo do piso
  2. Fundação
  3. Estruturas de suporte lateral
  4. Controladores de ar (Câmaras, mini câmaras, tatus), etc.)
  5. Parede (sistema isolante)
  6. Copa
  7. Porta
  8. Chaminé de fumaça de carbonização

Independente do modelo ele deve estar inserido dentro do modelo de fábrica de carvão ecológico escolhido.

Leia o artigo como construir uma fábrica de carvão ecológica do zero para ter mais detalhes sobre implantação construtiva de fornos de carvão.

Passo 2B – Implantação dos FORNOS DE CARBONIZAÇÃO da sua fábrica de carvão  

Agora chegou o momento chave: construir seu primeiro forno de carvão ecológico.

Independente da tecnologia de forno adotada alguns cuidados devem ser tomados na implantação de cada modelo de forno.

Conforme artigo como construir uma fábrica de carvão do zero alguns pontos básicos já estarão resolvidos a saber:

  1. Piso nivelado e compactado permitindo a construção sobre uma estrutura rígida
  2. Drenagem adequada que protege e facilita a execução das atividades mesmo em períodos chuvosos
  3. Rede hidráulica instalada que permite o fornecimento de água para preparo das argamassas dos fornos e suas estruturas de suporte
  4. Rede elétrica  que permite o uso de equipamentos como betoneiras e outros equipamentos elétricos.
  5. Formas que ajudam e aceleram a execução construtiva dos fornos.

Sendo que o primeiro cuidado é…

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Passo 3 – Implantação da fundação de um forno de carvão

A execução da fundação de um forno de carvão é um ponto chave.

Teremos diferentes modelos de fundação em função dos diferentes modelos de um forno de carvão

No caso de um forno de carvão modelo retangular seria bom contratar uma empresa de engenharia com experiência para fornecer o projeto de acordo com o tamanho do equipamento e tipo de solo.

Solos arenosos irão definir um modelo diferente de fundação para solos argilosos, então bastante atenção a este ponto.

No caso de um forno de carvão de alvenaria modelo circular, a fundação é muito simples e quando é um modelo de pequenas dimensões, basta nivelamento e compactação do solo.

A base pode ser feita neste modelo circular com os próprios tijolos de alvenaria.

No caso do forno container e forno isomóvel dependerá das dimensões  do forno, e um projeto mais detalhado executivo deve ser exigido do fornecedor.

Mas lembre-se de uma coisa, independente do forno a fundação deve ser muito bem projetada e construída.

A sequência padrão de implantação da fundação de um forno de carvão é:

  1. Marcação de toda a fundação do forno (sapatas e vigas)
  2. Nivelamento com mangueira de nível das sapatas
  3. Escavação do piso um pouco além da profundidade especificada no projeto
  4. Compactação o fundo da sapata escavada com compactador vibratório
  5. Colocação pedras marroadas de grandes dimensões até a altura de referência do projeto como um reforço de fundação.
  6. Colocação do projeto de aço (amarração) conforme especificação do projeto
  7. Concretagem da fundação.
  8. Escavação e concretagem das vigas de amarração das sapatas.

Com a fundação de um forno de carvão pronta vamos para o’próximo passo que é

Passo 4 – Implantação das estruturas de um forno de carvão

As estruturas de um forno de carvão consistem dos pilares, vigas e amarrações que garantem a forma do seu equipamento.

Em praticamente qualquer modelo de forno de carvão a ser utilizado na sua fábrica de carvão existe uma regra de ouro

A regra de ouro éos elementos estruturais (vigas pilares, amarrações, etc.)  devem se localizar predominantemente nas faces externas do equipamento.

Ao localizar estruturas de amarração externamente você diminui o efeito do calor, dos vapores ácidos da carbonização, dos gases não condensáveis de carbonização e gases de combustão que poderiam deteriorar rapidamente a estrutura do equipamento.

Concreto e aço são geralmente passivos de deterioração rápida em contato com o processo de carbonização e quase sempre estes materiais são estruturais.

A externalização de estruturas garante aumento de vida útil considerável nestas partes.

Se possível deve haver algumas conexões externas de ajuste como roscas para reforçar travamentos específicos do forno de carvão.

Estruturar de forma INTELIGENTE um forno de carbonização na sua fábrica de carvão é essencial para estender a vida útil do equipamento.

Com a estrutura da fundação de um forno de carvão vamos para o proximo passo que é…

Passo 5 – Implantação do sistema de isolamento de um forno de carvão

O sistema de isolamento de um forno deve ser suficiente para evitar perda de calor durante a fase de carbonização.

No caso de fornos de carbonização com sistema de isolamento de alvenaria nós temos referências de mercado com uma boa eficiência para:

  • Parede de ½ tijolo cerâmico (10 cm)  para pequenos fornos de até 3,5 metros de diâmetro em fornos circulares
  • Parede de 1 tijolo cerâmico (20 cm) para fornos acima de 3,5 metros de diâmetro de diâmetro na parede e ½ tijolo (10 cm) para a copa do forno para fornos circulares.
  • Parede de 1 tijolo cerâmico (20 cm) para fornos retangulares, tanto na parede quanto na copa para fornos retangulares
  • Parede de 1 ½ tijolo cerâmico (30 cm) na base de fornos retangulares de maior porte até 50% da sua altura e o restante do forno com 1 tijolo cerâmico para fornos retangulares

Existem opiniões divergentes quanto a amarração dos tijolos nos fornos de carvão de alvenaria, logo recomenda-se bom senso neste quesito e consulta de profissionais com experiência

No caso de fornos metálicos ou híbridos como isomóvel e container o sistema de isolamento pode ser fibra cerâmica, lã de rocha ou vidro, ou outro material inerte.

Para todos os casos a temperatura do forno na sua face externa na fase mais quente não deve ultrapassar valores na superfície acima de 50-60 graus celsius na sua fase final de carbonização.

Caso contrário a perda de calor irá refletir em redução no rendimento em carvão e irá prejudicar a conversão final da sua fábrica de carvão.

Com o seu sistema de isolamento do forno de carvão implantado vamos ao próximo passo que é…

Passo 6 – Implantação da porta do forno de carvão

Na sua fábrica de carvão as portas do seu equipamento são pontos críticos.

Quase sempre a vida útil de uma porta é bem inferior a vida útil do sistema de isolamento de um forno.

Isso acontece por dois motivos:

  1. É uma parte móvel e partes móveis tendem a naturalmente durar menos tempo devido a movimentação que gera esforços físicos de tração, compressão e flexão.
  2. É um parte sujeita a entrada de ar que provoca zonas de combustão (temperatura de 800-1000 graus celsius) versus as temperaturas médias de carbonização no forno (temperatura no máximo de 400 graus celsius).

As portas de um forno de carvão podem ser:

  • Metálicas estruturadas
  • Metálicas revestidas com concreto refratário
  • Metálicas revestidas com fibra cerâmica
  • Concreto leve com argila expandida

As portas tendem também a ter um custo elevado no orçamento global de um forno, mas esteja atento a ter um projeto de qualidade e com custo acessível em função da tecnologia.

Na sua fábrica de carvão é bom ter algumas portas reservas para substituição rápida em caso de problemas.

Existem duas linhas: ter portas de baixo custo com substituição frequente ou portas de alto custo com baixo percentual de substituição.

Isso dependerá da sua análise de custo e benefício.

Com suas portas instaladas no forno de carvão o próximo passo é…

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Passo 7 – Implantação dos sistemas de entrada de ar e saída de fumaça do forno de carvão.

Em cada forno de carvão a condução da carbonização acontece pelos sistemas de entrada de ar e saída de gases de carbonização (chaminé).

Cada válvula de entrada de ar no forno é um ponto crítico.

Essa válvula de entrada de ar pode estar na forma de uma câmara, mini câmara ou tatu para fornos de alvenaria e modelos como isomóvel.

No caso de forno container a entrada de ar acontece na tampa inferior do equipamento.

O fato de ser uma entrada de ar gera as chamadas zonas de combustão que elevam a temperatura a cerca de 800-1.000 graus celsius.

São literalmente zonas de “maçarico” que precisam de materiais construtivos mais nobres como tijolos refratários e/ou aços especiais (se metálicos).

Essas regiões precisam também de uma manutenção maior assim como a porta de forno de carvão.

Importante na sua fábrica de carvão ter estoque de peças ou materiais para manutenção destas regiões regularmente.

O mesmo se aplica a chaminé, mais com um grau de degradação inferior aos das entradas de ar.

A chaminé deve ter as dimensões adequadas ao projeto, permitir fácil limpeza e fácil substituição de peças.

Um problema comum em chaminés é entupir com alcatrão.

Comumente vi ao longo dos meus anos como profissional problemas frequentes de chaminés de um forno de carvão subdimensionadas.

Tanto as entradas de ar quanto às saídas de fumaça devem estar pré-dispostas a poder receber tecnologias de automação que deve muito em breve começar a atuar de forma consistente nas fábricas de carvão vegetal.

Conclusões

Chegamos ao fim de mais um artigo épico, você pode rapidamente aprender sobre como construir um forno de carvão de maneira clara e prática.

Lembre de sempre checar os 07 passos na construção de um forno de carvão

  1. Projetos executivos
  2. Cronograma executivo
  3. Fundação do forno
  4. Estruturas de suporte
  5. Isolamento térmico
  6. Portas
  7. Entradas de ar e saída de gases

No entanto o próximo passo é operar de forma eficiente seu forno de carvão.

Iremos lhe ensinar nos próximos artigos e vídeos produzidos como fazer carvão vegetal em diferentes tecnologias.

Iremos dar dicas em como operar um forno de carvão:

  • Com exaustão forçada
  • Com tatus e mini câmaras
  • Com câmaras
  • Outros métodos

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Informações sobre a Fórmula da Carvoaria Perfeita

Sobre o Autor

Daniel Camara Barcellos,é especialista em Energia de Biomassa e têm estudado a melhor forma de AJUDAR PESSOAS  a projetarem construírem e operarem unidades ecológicas de carvão vegetal.

Engenheiro Florestal formado na Universidade Federal de Viçosa com especialização em Fontes Alternativas de Energia, Mestrado e Doutorado em Energia de Biomassa.

NOS ÚLTIMOS 20 ANOS já ajudou inúmeras empresas e pessoas a desenvolverem e instalarem unidades ecológicas de carvão vegetal.

A partir dos  RESULTADOS COMPROVADOS de unidades sustentáveis  tem como perspectiva de mudar a péssima imagem da produção de carvão vegetal e ajudar a você a  alcançar as habilidades necessárias para produzir carvão ecológico.

Com sua recente formação em Coach tem treinado de forma muito mais efetiva os alunos da fórmula da carvoaria perfeita.

Destina 10% da renda angariada pelos seus treinamentos para AJUDAR CRIANÇAS e famílias de baixa renda a partir da EDUCAÇÃO a se desenvolverem como indivíduos e assim se propiciarem a terem uma VIDA MAIS ABUNDANTE !

Sobre a Fórmula da Carvoaria Perfeita

A FÓRMULA DA CARVOARIA PERFEITA  é a metodologia definitiva de produzir carvão vegetal de forma ECOLÓGICA.

A Fórmula da Carvoaria Perfeita é um treinamento avançado que objetiva treinar pessoas para se tornarem “Experts” em produção de carvão ecológico e se tornarem conhecedores da sabedoria da FÓRMULA ECOLÓGICA DE PRODUÇÃO CARVÃO VEGETAL.

Este  treinamento avançado é único no mundo. Apenas um grupo seleto de pessoas conhecem a fórmula e usufruem do poder da sua transformação.

A FÓRMULA DA CARVOARIA PERFEITA tem transformado vidas e negócios e tem ajudado o segmento a mudar a imagem da produção de carvão vegetal.

Acesse  http://carvoariaperfeita.com e saiba mais.

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Escrito por : Daniel Camara Barcellos email: daniel.barcellos@live.com

O roteiro do artigo

Veja o roteiro do que você vai aprender em mais este artigo épico

O que é uma fábrica de carvão ecológico?

Um exemplo de empirismo produtivo de carvão vegetal

O que é uma fábrica de carvão ecológico?

Uma fábrica de carvão ecológico é uma unidade de produção de carvão vegetal que não emite poluição danosa ao meio ambiente e as pessoas.

Uma fábrica de carvão deve evitar os erros mais comuns em um projeto de queimador de fumaça conforme artigo que já discutimos anteriormente no artigo os 08 erros comuns num projeto de queimador de fumaça.

Uma unidade ecológica deve ter um projeto bem definido desenhado conforme demandas e objetivos conforme o artigo História do Zé do Carvão em outro artigo publicado.

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Um exemplo de empirismo produtivo de carvão vegetal 

logística de madeira

Em uma das minhas visitas profissionais numa região montanhosa no estado de Minas Gerais puder verificar algumas vezes fornos colocados no talhão de madeira de maneira dispersa.

Havia se construído um forno de carvão aqui, outro ali… no meio da floresta cortada….

Numa primeira observação perguntei: “Quem foi o doido que fez isso?”

Eram cerca de 08 pequenos fornos dispersos em todo talhão de madeira.

Resolvi então analisar o porquê e… deveria haver uma razão mais profunda…

Pude perceber que se tratava de um projeto de produção de carvão completamente manual.

O transporte da lenha cortada, a sua carbonização e a descarga do carvão eram realizados por uma única pessoa com recursos escassos.

Foi quando mudei a minha concepção: “O doido que fez isso foi genial…”

Em uma breve análise pude perceber que essa era uma estratégia inteligente uma vez que minimizava a transporte de madeira ao máximo.

Para aquelas condições o bom senso do produtor de carvão havia verificado que o maior custo de tempo e esforço se dava no transporte da lenha.

Qual a solução? Reduzir o tempo e a energia na logística da madeira…

A LÓGICA de uma fábrica de carvão ecológica 

Existe uma lógica para unidade de produção de carvão que é significativa e importante de ser considerada assim como no exemplo acima.

Quanto menor a distância entre unidades produtivas (fornos) mais fácil é o controle do processo e o controle da poluição emitida dos fornos.

Se aumentamos a distância física entre fornos aumentamos a dificuldade e os custos de se controlar a poluição.

A lógica é simples: “reduza ao máximo o transporte da fumaça”, analogamente a lógica daquele produtor que era “reduza ao máximo o transporte de madeira”

É praticamente impossível no exemplo acima citado do interior do Estado de Minas Gerais criar mecanismos de controle de poluição eficientes, considerando aquelas condições.

Se o custo de logística de madeira é elevado deve-se pensar na estratégia de pequena(s) fábrica(s) de carvão planejadas, buscando relação custo benefício transporte de madeira e transporte de fumaça..

As ETAPAS CONSTRUTIVAS de uma fábrica de carvão ecológica 

Existe etapas construtiva bem claras para para uma fábrica de carvão vegetal que funciona.

Iremos agora lhe apresentar um passo a passo de como realmente construir uma fábrica de carvão ecológica!

Siga estes passos e esteja atento às observações, elas irão encurtar seu percurso para resultados altamente satisfatórios na sua produção ecológica de carvão vegetal.

Na minha experiência profissional pude verificar erros em diversos destes passos que custaram muito a clientes e não clientes.

E isso aconteceu com muitas empresas, eu diria que 95% erraram em algum momento, mesmo  muitas delas tendo elevado Know How no segmento.

Esteja preparado para estar entre os 5% que mais acertam em produção de carvão vegetal.

Então, vamos a primeira etapa que é…

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Etapa 01 – Ter o PROJETO EXECUTIVO da sua fábrica de carvão em mãos 

É possível construir uma fábrica de carvão sem ter um projeto?

Eu diria que sim, mas sabe o que vai acontecer? Não vai funcionar…

Existem alguns projetos fundamentais que precisam estar em suas mãos para que uma unidade ecológica seja completamente funcional.

Você está na fase da ação e não da decisão em que precisa pensar ainda. O seu roteiro deve estar em suas mãos em nível de detalhes suficientes.

O seu roteiro é o projeto executivo da sua fábrica de carvão colocados em papel.

Estes projetos precisam estar num nível detalhes suficiente que demandem o mínimo de esforço mental a equipe executiva da fábrica de carvão.

Mais que projetos são estes? Listo abaixo os principais projetos….

Lista de projetos para uma fábrica de carvão vegetal

  • Projeto Topográfico
  • Terraplanagem com cortes e aterros
  • Compactação de declividade
  • Drenagem de águas pluviais
  • Hidráulico
  • Elétrico
  • Projeto de fornos
  • Projeto do queimador
  • Projeto de estruturas
  • escritório, refeitório, sanitários,
  • central de barrela
  • acertador de gaiola
  • oficina de máquinas
  • almoxarifado.
  • estacionamento de máquinas, veículos pequenos e  veículos grandes

Com sua fábrica de carvão ecológica completamente idealizada e registrada em papel com dimensões o seu sonho começa a ganhar forma.

Agora é o momento de construir o sonho da sua unidade ecológica e o próximo passo é….

Etapa 02 – Ter um CRONOGRAMA EXECUTIVO de implantação da sua fábrica de carvão 

A esta altura do campeonato além de todos os projetos de sua fábrica de carvão vegetal, você terá uma lista de material e uma previsão de mão de obra para construí-la.

Importante agora é que coloque no tempo a execução das suas atividades e verifique se está coerente.

O cronograma executivo pode ser estar em uma planilha de cálculo (excel ou similar) ou através de um programa de gestão de obras (project ou similar).

Não é uma tarefa simples, é uma tarefa de antecipação e planejamento que exige um esforço concentrado.

Importante que o fluxo de materiais e pessoas no tempo de execução esteja bem projetado.

A quantidade de pessoas e materiais deve estar compatíveis com a evolução da obra da sua fábrica de carvão.

Com o cronograma executivo da sua fábrica de carvão vegetal começamos a agir de forma sistemática e efetiva

Essa ação envolve contratação de pessoas de forma sistemática de acordo com o plano de execução da fábrica de carvão.

A compra de materiais, aluguel de equipamentos e toda logística operacional deve ser bem planejada e com acompanhamento constante.

Mas qual deve ser a sequência correta de implantação da fábrica de carvão?

A próxima etapa da construção da sua unidade ecológica de carvão vegetal é o…

Etapa 03 – PREPARO DO TERRENO da fábrica de carvão 

Fique muito atento nesta etapa.

Eu dira que 80% das pessoas ou empresas começam fazendo errado.

O primeiro erro é de projeto, de fazer um projeto inadequado as operações robustas e pesadas que haverá na praça produtiva da fábrica de carvão vegetal.

O segundo erro são de procedimentos executivos que tendem a ser simplificados, geralmente feitos abaixo da qualidade recomendada.

Importante destacar que todas estruturas estarão sobre o terreno escolhido e se for feito de maneira inadequada todo investimento pode ser comprometido.

E na minha experiência profissional já vi perda completa de ativos de investimento por errarem nesta fase.

No preparo da área da fábrica de carvão a primeiro subetapa é…

Etapa 3.1 – Retirada da vegetação e material orgânico do terreno

Como procedimento padrão a primeira coisa a se fazer é remover toda a vegetação existente acima e abaixo do solo.

Existindo raízes de árvores, as mesmas também devem ser removidas.

Além da vegetação toda a camada orgânica de solo também deve ser retirada.

Geralmente a camada com solo orgânico varia de 10 a 40 cm de profundidade podendo variar em função do tipo de vegetação existente acima do solo.

A não remoção de solo orgânico pode levar a  acomodação futura do solo gerando problemas estruturais na sua fábrica de carvão.

Com a área completamente limpa a próxima subetapa é…

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Etapa 3.2 – Marcação do terreno

Com a limpeza do terreno concluída inicia-se marcação do terreno para locar as estruturas da fábrica de carvão.

Para projetos de fábrica de carvão de maior porte a recomendação é que seja feito com aparelhos  topográficos e pessoal bem capacitado.

Projetos menores de fábrica de carvão as marcações das áreas podem ser feitas com mangueiras de nível e trenas.

A distância entre piquetes vai depender da topografia do terreno, quanto maior a declividade menor a distância entre as marcações.

Os piquetes são estacas de madeira que são fincadas no solo e demarcadas de acordo com o nível final desejado

Como valores médios comumente usados pode-se usar distâncias entre 10-30 metro de distância entre piquetes.

A área completa da fábrica de carvão deve ser toda piqueteada para que possa na próxima fase realizar os…

Etapa 3.3 – Cortes/aterros do terreno da fábrica de carvão

Uma vez demarcado o terreno da fábrica de carvão é necessário fazer uma compensação de solo na área para que o mesmo fique plano com suaves inclinações conforme especificado previamente no projeto executivo.

Quase sempre isso é feito com escavadeiras, caminhões e motoniveladoras.

O projeto topográfico deverá prever uma boa compensação de movimentação de terra.

A terra que for retirada no corte deve ser colocada no aterro diminuindo o custo de movimentação de terra sempre que possível.

O empolamento…

Geralmente quanto o solo é removido do seu local de origem ele sofre “empolamento”.

No “empolamento” o volume original  de solo pode ser reduzido em 30%.

Se eu tenho perda de volume no corte do solo é importante destacar que o volume de corte precisa na maioria dos casos ser maior que o de aterro (geralmente maior em até 30%).

Se o volume for menor que a relação de 1,3 (aterro/corte) haverá provavelmente a necessidade de trazer solo de outros locais para compensar a falta de solo no projeto executivo.

Trazer solo de outros locais pode se tornar oneroso no orçamento global da sua fábrica de carvão.

Cuidados no aterro do terreno da fábrica de carvão…

No local do aterro é necessário um cuidado especial… É aqui que muitas empresas/pessoas erram…

No aterro deve haver um trabalho contínuo e sistemático de aterro, homogeneização e compactação.

A maior parte das pessoas/empresas movimenta o solo do corte para o aterro mas não fazem a compactação no aterro: Um grande erro!

A não compactação do aterro irá gerar acomodações futuras de solo que irão causar danos nas estruturas da fábrica de carvão vegetal.

Com praticamente a movimentação de terra realizada, vamos a próxima uma subetapa importante que é…

Compactação e nivelamento do terreno da fábrica de carvão

Os fornos e queimadores da fábrica de carvão devem estar localizados na parte mais alta do terreno.

A inclinação padrão deve estar entre 1,5-3,0% para que as água pluviais escoam de forma fluida ao longo do terreno.

Atenção a alguns cuidados a serem tomados.

É fundamental  um trabalho de compactação de todo solo bem feito.

Altamente recomendado aqui consultar um especialista em mecânica de solos o que não é tão fácil de se encontrar.

O solo deve ser argilo arenoso misturado nas proporções ideais de areia e argila que garantem um combinação estrutural ótima no terreno da fábrica de carvão.

Em caso de solo arenoso, haverá problemas de estabilização, em solos argilosos haverá problemas de retração e expansão do solo.

Às vezes haverá a necessidade de buscar solo de áreas de empréstimo para realizar esta etapa final

Em projetos de maior porte recomendamos a regularização e compactação de pelo menos 50 cm de solo.

A cada cada 15-20 cm o solo deve ser:

  1. Homogeneizado (misturado com as proporções ideais de areia e argila)
  2. Regularizado com arados (em tratores ou veículos próprios)
  3. Umidificado para alcançar a plasticidade ótima de compactação
  4. Compactado com rolo pé de carneiro
  5. Acrescentar mais 15-20 cm de solo e repetir os procedimentos de 1
  6. Na última camada ainda pode-se colocar uma camada de cascalho e saibro  a ser compactada com rolo pé de carneiro
  7. Compactação final de ajuste com rolo pneumático

Com o solo perfeitamente nivelado e estabilizado vamos para delimitação das estruturas e áreas da fábrica de carvão.

Etapa 04 – Demarcações da fábrica de carvão 

Uma vez preparada a área vamos delimitar agora todas as estruturas da sua fábrica de carvão.

Importante destacar que temos as estruturas produtivas e as estruturas de apoio.

As estruturas produtivas são áreas críticas pois possuem intensa movimentação de massas e/ou liberação fluidos (gasosos e líquidos) e/ou elevada variação térmica.

As estruturas produtivas seriam os fornos e queimadores e estruturas de estoque.

As estruturas de apoio são menos exigidas e funcionam como suporte a produção de carvão ecológico.

As estruturas de apoio são os sanitários, refeitórios, oficinas, etc.

Mas o que precisa ser demarcado na fábrica de carvão e quais são os cuidados a serem tomados?

A primeira demarcação da sua fábrica de carvão é a…

Etapa 4.1 – Demarcação dos fornos de carbonização

Os fornos de carvão são nossas unidades individuais produtivas.

São nos fornos de carvão que a sua produção acontece.

Os fornos de carvão devem ser alocado segundo o projeto executivo da fábrica de carvão distribuídos “homogeneamente”.

Eles devem ficar no local mais alto da sua unidade produtiva de carvão ecológico a fim de que águas pluviais escoem facilmente.

O nível do forno deve ser o mesmo em todas as suas extremidades (não podem ficar tortos ou desnivelados)

Deve-se elevar o forno de carvão de 2-5 cm acima do nível real do solo, para evitar qualquer acúmulo de água.

As marcações de cada forno de carvão devem ser precisas seguindo todas as orientações do projeto executivo da fábrica de carvão.

A segunda demarcação da sua fábrica de carvão é a…

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Etapa 4.2 – Demarcação do estoque de lenha da fábrica de carvão

O estoque de lenha ou a praça de lenha é definido como estoque regulador de matéria prima e pode ser de dois tipos:

  • Estoque de uso imediato ou boxe de lenha
  • Estoque de uso estratégico ou rechego

O box de lenha e se localiza o mais próximo possível do forno com a função de otimizar o tempo de carga de um forno.

O boxe lenha consiste numa área localizada ao lado ou a frente do forno de carvão.

Este boxe terá as dimensões largura, altura e comprimento suficientes para encher completamente um forno de carvão.

O boxe de lenha deve ficar ligeiramente acima do nível do terreno para que não aconteça acúmulo de água.

Diferente do forno de carvão, o boxe de lenha deve acompanhar a declividade do terreno.

O rechego de lenha na fábrica de carvão

O rechego é o estoque estratégico de madeira da sua fábrica de carvão ecológico.

A madeira de rechego é utilizada quando ocorre uma redução da logística abastecimento da fábrica de carvão.

A logística pode ser reduzida de forma proposital geralmente no “inverno”.

Diga-se período de inverno, o período de elevada pluviosidade, que dificulta operações de retirada de madeira da floresta.

A logística operacional de abastecimento pode ser reduzida por imprevistos advindos de manutenções corretivas e paralisações eventuais não programadas na frota de entrega da madeira.

Definido o box de lenha da fábrica de carvão iremos agora fazer a….

Etapa 4.3 – Demarcação dos estoques de carvão da sua fábrica de carvão

O estoque ou praça de carvão é a área em que o carvão é armazenado até o seu acondicionamento e transporte .

A praça de carvão é também chamado de boxe de carvão.

Considerando que o carvão é um material altamente higroscópico o mesmo deve se localizar EM LOCAL ELEVADO de fácil escoamento de água.

A praça de carvão deve ficar também afastados de pontos de percurso de água pluvial.

O tamanho da praça de carvão deve ser suficiente para acumular um estoque seguro, pelo menos o equivalente a dois ciclos produtivos.

Recomendamos que o estoque total de carvão projetado tenha a capacidade para 3 ou mais ciclos produtivos da sua fábrica de carvão.

Etapa 4.4 – Delimitação das áreas de manobras da fábrica de carvão

A área de manobras é área de movimentação geralmente localizada em frente aos fornos de produção de carvão.

Consiste em todo espaço “ocioso” que permite a movimentação de pessoas e veículo com madeira, tiço, carvão vegetal, água, barrela etc.

No caso de uma fábrica de carvão de operação manual ou semimecanizada a área de manobra não é tão significativa.

No caso de uma fábrica de carvão mecanizada as áreas de manobra tendem a ser bem maiores.

Este espaço ocioso deve levar em consideração expansões futuras e substituição de veículos de maior porte.

Etapa 4.5 – Delimitação das vias de acesso da fábrica de carvão

As vias de acesso são as “estradas” da sua fábrica de carvão.

As vias de acesso pode ser de vias de acesso veículos ou vias de acesso de pessoas.

As vias de acesso de pessoas são caminhos, acessos e escadas que garantam com segurança o fácil acesso as estruturas da unidade.

As vias de acesso de veículos devem ser marcadas com pelo menos 3 m de largura para mão única e 6 metros para mão dupla.

Deve-se ter atenção nas curvas das vias de acesso.

As curvas devem ter angulação suficiente que permita que caminhões de entrada de madeira e saída de carvão tenham facilidade de manobra dentro da fábrica de carvão.

Não se deve esquecer da inclinação adequada nas estradas para não haver acúmulo de água, seguindo os padrões recomendados para estradas florestais.

Pontos de drenagem são também importantes nas vias de acesso e não devem ser esquecidos na sua fábrica de carvão.

Etapa 4.6 – Delimitação das estruturas de apoio da fábrica de carvão

O próximo passo é marcar dentro da fábrica de carvão todas as estruturas de apoio.

As estruturas mais comuns são:

  • Refeitório
  • Sanitários
  • Portaria
  • Escritório
  • Laboratório
  • Oficina
  • Almoxarifado
  • Estacionamentos
  • Fossa séptica
  • Central de barrela
  • Acertador de gaiola
  • Empacotamento de carvão (para carvão no varejo)

Todas estas estruturas da sua fábrica de carvão precisam ser abastecidas pela próxima etapa que é…

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Etapa 5 – Implantar o PROJETO HIDRÁULICO da Fábrica de carvão 

Qualquer produção de carvão consome um volume considerável de água.

O projeto hidráulico é o primeiro que deve ser implantado, uma vez que água é essencial já na fase de construção da sua unidade.

Você terá a necessidade de abastecer, armazenar e distribuir a água na sua fábrica carvão ecológico de forma rápida e eficiente.

Você pode fazer isso de forma definitiva montando uma rede hidráulica permanente ou de forma provisória usando caminhões pipas e motobombas móveis.

Considerando que estamos falando de uma fábrica de carvão vegetal com amortização de longo prazo iremos apresentar aqui solução hidráulica definitiva.

O abastecimento de água…

Sua unidade de fábrica de carvão deve estar próximo a um corpo de água permanente ou então deve-se realizar a perfuração de um poço artesiano.

Lembrando que os volumes de água captados e ou bombeados devem estar de acordo com a sua produção de carvão.

O bombeamento da água provavelmente será realizado com motores ou moto geradores acoplados a bomba hidráulica.

O volume de água bombeado num dia (24 horas) tem que ser suficiente para praticamente encher seu estoque de água ou caixa dágua.

A recomendação é que o seu estoque de água ou caixa dágua tenha pelo menos uma capacidade volumétrica de 5.000 litros de água para cada 1.000 MDC (metros de carvão produzido) por mês.

De forma análoga a sua bomba deve ter a capacidade de encher sua caixa de água em 24 horas ou no máximo 48 horas.

Lembrando que a utilização de água de corpos de água necessita na maioria dos estados brasileiros de um cadastro ambiental do empreendimento.

Então consulte os órgãos especializados com relação a uso e outorga de água.

O armazenamento de água…

O seu estoque de água deve seguir a recomendação acima citado para cada 1000 MDC (metros de carvão produzido) por mês utilizar uma capacidade de armazenamento 5.000 litros de água.

A caixa d’água deve estar localizada num local elevado e de fácil acesso na sua fábrica de carvão.

A fundação de uma caixa de água deve ser bem feito visto que geralmente o esforço no solo tende a ser grande pelo elevado peso de água.

Um modelo bastante comum de caixa d’água em unidades de produção de carvão vegetal é o modelo metálico tipo taça, mas outros modelos podem ser utilizados de acordo com seu projeto de fábrica de carvão.

A caixa de água deve ter uma saída paralela para abastecer “pipas” como alternativa de distribuição da água caso aconteça o rompimento da rede de distribuição.

A distribuição de água…

A água distribuída na fábrica de carvão deve chegar com pressão e volumes suficientes nos fornos e estruturas de apoio.

Recomenda-se que exista um ponto de água para cada forno de carvão ou para cada par de fornos de carbonização.

O sistema de distribuição de água deve-se ser enterrado e passado em locais de fácil acesso caso haja a necessidade de manutenção.

Deve-se evitar que o sistema de distribuição de água passe por baixo de estruturas (fornos e outros).

Lembre-se de projetar e construir pensando numa possível expansão da sua produção de carvão.

Uma vez resolvido a parte hidráulica da sua fábrica de carvão vamos a próxima etapa que é o ….

Etapa 6 – Implantar o PROJETO ELÉTRICO da fábrica de carvão 

Nem todas unidades de produção de carvão demandam energia elétrica, mas é altamente recomendável que se tenha um projeto elétrico bem projetado e executado.

O projeto elétrico deve ser realizado visando atender principalmente as estruturas de apoio da fábrica de carvão vegetal

O projeto elétrico deve ser feito visando expansões posteriores e incremento de tecnologias futuras que podem ser incorporadas nos fornos de carbonização..

Um ponto geralmente falho, é falta de iluminação na praça produtiva da fábrica de carvão.

Hoje, principalmente nas grandes unidades de produção de carvão, trabalha-se em turnos de carga e descarga.

Os fornos quando em carbonização (com ciclos ininterruptos em dias) precisam ser verificados em intervalos regulares de horas e muitas vezes a falta de iluminação é obstáculo a uma boa condução do processo.

Os pontos que demandam de maior iluminação no caso dos fornos seriam nas regiões de entrada de ar nos fornos e na saída da chaminé, logo deve-se ater a iluminar estas regiões.

O sistema elétrico deve também abastecer todas as estruturas de apoio já citadas também da fábrica de carvão.

Uma vez definido o sistema elétrico vamos a próxima etapa que é o…

Etapa 7 – Implantar O SISTEMA DE DRENAGEM de águas pluviais da fábrica de carvão 

Na minha vida profissional pude verificar que um dos problemas que se repetem com grande frequência é de não haver um sistema de drenagem adequada em praças produtivas de fábrica de carvão.

Em muitas fábricas de carvão às vezes nem mesmo existe um sistema de drenagem projetado e implantado….

A coleta de águas pluviais da fábrica de carvão deve ser feita por estruturas (drenos) em número e tamanho suficientes.

A ausência OU a implantação de um sistema de drenagem ineficiente pode gerar danos irresistíveis ao terreno da sua fábrica de carvão e a todas estruturas acima construídas.

Da mesma forma, os pontos de deságue de águas pluviais, devem ser projetados para absorver a demanda completa de água coletada nos drenos dentro do intervalo de segurança de tempo estabelecido.

O sistema de drenagem deve ser implementado imediatamente após o preparo do terreno da sua fábrica de carvão.

A próxima etapa de implantação da sua fábrica de carvão é…

Etapa 8 – Implantação dos FORNOS DE CARBONIZAÇÃO da sua fábrica de carvão 

Agora chegou o momento chave da sua fábrica de carvão ecológico: construir o primeiro forno de carvão.

O modelo de forno a esta altura do campeonato já deverá ter sido escolhido. Existem várias opções conforme já discutimos no artigo sobre Fábrica de carvão do futuro: como será?

Algumas opções são:

  • Os famosos fornos retangulares de mecanização completa de mecanização
  • Os fornos circulares modificados semi mecanizados com sistema de controle com Infravermelho
  • O forno container modelo UFV com sua visão fabril otimizada
  • O forno isomóvel modelo UFV como um equipamento híbrido altamente promissor.

Independente da tecnologia de forno adotada alguns cuidados devem ser tomados na implantação de cada modelo de forno.

Sendo que o primeiro cuidado é…

Etapa 09 – A construção do queimador de fumaça da sua fábrica de carvão 

Você irá dividir o equipamento em 03 partes, a construção das partes podem ser realizadas em paralelo.

Poderá construir paralelamente:

  • Sistema de dutos de fumaça e suas conexões e válvulas
  • Queimador com sistema de janelas de controle de ar de combustão
  • Chaminé como o motor propulsor da sua produção de carvão

Iremos explorar em outro artigo como construir o famoso queimador de fumaça de carbonização.

Etapa 10 – Construção das estruturas de apoio da fábrica de carvão 

As estruturas de apoio como o próprio nome já diz servem de apoio para a sua fábrica de carvão.

Algumas delas em função da sua escala produtiva serão essenciais e você deve estar atento a cada uma delas.

As estruturas de apoio mais comuns são:

  • Escritório
  • Refeitório,
  • Sanitários,
  • Central de barrela
  • Acertador de gaiola
  • Oficina de máquinas
  • Almoxarifado.
  • Estacionamento de máquinas, veículos pequenos e  veículos grandes
  • Fossa séptica
  • Portaria
  • Outros
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Conclusões

Se você se empenhou em ler até aqui significa dizer que você está a um passo de tornar a sua produção de carvão vegetal uma produção ecológica.

Leia nossos outros artigos sobre carvão e quando abrir uma nova turma se inscreva no treinamento da  Fórmula da Carvoaria Perfeita.

 

Informações sobre a Fórmula da Carvoaria Perfeita

Sobre o Autor

Daniel Camara Barcellos,é especialista em Energia de Biomassa e têm estudado a melhor forma de AJUDAR PESSOAS  a projetarem construírem e operarem unidades ecológicas de carvão vegetal.

Engenheiro Florestal formado na Universidade Federal de Viçosa com especialização em Fontes Alternativas de Energia, Mestrado e Doutorado em Energia de Biomassa.

NOS ÚLTIMOS 20 ANOS já ajudou inúmeras empresas e pessoas a desenvolverem e instalarem unidades ecológicas de carvão vegetal.

A partir dos  RESULTADOS COMPROVADOS de unidades sustentáveis  tem como perspectiva de mudar a péssima imagem da produção de carvão vegetal e ajudar a você a  alcançar as habilidades necessárias para produzir carvão ecológico.

Com sua recente formação em Coach tem treinado de forma muito mais efetiva os alunos da fórmula da carvoaria perfeita.

Destina 10% da renda angariada pelos seus treinamentos para AJUDAR CRIANÇAS e famílias de baixa renda a partir da EDUCAÇÃO a se desenvolverem como indivíduos e assim se propiciarem a terem uma VIDA MAIS ABUNDANTE !

Sobre a Fórmula da Carvoaria Perfeita

A FÓRMULA DA CARVOARIA PERFEITA  é a metodologia definitiva de produzir carvão vegetal de forma ECOLÓGICA.

A Fórmula da Carvoaria Perfeita é um treinamento avançado que objetiva treinar pessoas para se tornarem “Experts” em produção de carvão ecológico e se tornarem conhecedores da sabedoria da FÓRMULA ECOLÓGICA DE PRODUÇÃO CARVÃO VEGETAL.

Este  treinamento avançado é único no mundo. Apenas um grupo seleto de pessoas conhecem a fórmula e usufruem do poder da sua transformação.

A FÓRMULA DA CARVOARIA PERFEITA tem transformado vidas e negócios e tem ajudado o segmento a mudar a imagem da produção de carvão vegetal.

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