ASSOCIAÇÃO INSTITUTO DE TECNOLOGIA DE PERNAMBUCO MESTRADO PROFISSIONAL DE TECNOLOGIA AMBIENTAL

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1 ASSOCIAÇÃO INSTITUTO DE TECNOLOGIA DE PERNAMBUCO MESTRADO PROFISSIONAL DE TECNOLOGIA AMBIENTAL BIOMASSA DE OLEAGINOSA COMO FONTE ALTERNATIVA DE ENERGIA (Ricinus communis L.) FRANCISCO SÁVIO GOMES PEREIRA RECIFE, AGOSTO DE 2007

2 FRANCISCO SÁVIO GOMES PEREIRA BIOMASSA DE OLEAGINOSA COMO FONTE ALTERNATIVA DE ENERGIA (Ricinus communis L.) Dissertação apresentada ao Programa do Mestrado Profissional de Tecnologia Ambiental - ITEP como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Tecnologia Ambiental. Orientadora: Ana Rita Fraga Drummond, Ph.D. Colaboração: Katarzyna Michalewicz RECIFE, AGOSTO DE 2007

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5 iv Dedico este trabalho a todas as pessoas que usam a criatividade, a humildade e a criticidade em busca de ideais que possam parecer inatingíveis.

6 v AGRADECIMENTOS Agradecer é sempre uma tarefa difícil, por muitas vezes, deixar rastros de injustiças ou esquecimentos. Tentando evitar estas questões, dividiremos os agradecimentos em blocos: Bloco profissional Aos colegas professores e alunos do CEFET-PE pelo incentivo periódico ao longo da realização do mestrado. Agradecer a Luciano Peres e Katarzyna pelas informações sobre a indústria gesseira de Pernambuco. Bloco educacional Aos professores do mestrado por terem construído mais um colaborador na área de tecnologia ambiental não esquecendo dos técnicos de laboratório que deram o suporte para aulas e da coordenação e colaboradores de apoio administrativo. Bloco da convivência Aos colegas de mestrado pela oportunidade de conviver, discutir, sugerir, criticar e crescermos juntos em busca de um objetivo, destacando-se Cidomar e Conceição pela batalhas enfrentadas juntos. Também a Hélida e Érika pela amizade sincera. Aos colaboradores do Laboratório de Fluídos do ITEP Maria Helena, Evaldo, Anacleto, Leydjane, Alexandre e Roberto pela exaustiva dedicação na realização de análises e apoio na execução desta dissertação. Bloco do anonimato A todas as pessoas que, mesmo sem intenção explícita, deram sua contribuição, principalmente de estímulo, em momentos de dificuldades vivenciadas. Bloco da espiritualidade A todas as forças positivas que ajudaram a trilhar essa minha jornada, não esquecendo do grande líder, Deus. E um especial agradecimento à orientadora Ana Rita Drummond, por ter acreditado em mim abrindo portas do seu laboratório criando-se um laço de eterna confiança profissional e amizade. Enfim, agradecer a todos que colaboraram direta ou indiretamente para a conclusão deste trabalho.

7 vi O Brasil é um país predestinado a liderar a transição mundial da civilização do óleo para a moderna civilização da biomassa Prof. Ignacy Sachs Centro de Estudos Contemporâneos, Brasil-França.

8 vii RESUMO Neste trabalho, Biomassa de Oleaginosa como Fonte Alternativa de Energia (Ricinus communis L.), é quebrado o paradigma de que resíduo é algo indesejável, sem utilização e que deve ser desprezado. A sabedoria chinesa que diz: resíduo é matéria-prima mal aproveitada. Foram estudados os resíduos sólidos provenientes da cadeia produtiva da mamoneira, desde a fase agrícola, até a fase industrial. Da fase agrícola foram estudados os resíduos gerados pela planta: raiz, folha, pecíolo e caule. Da fase industrial foram estudados os resíduos provenientes do fruto: casca e torta. O estudo foi fundamentado nos tópicos: resíduos sólidos, oleaginosas, biodiesel, mamoneira, biomassa e os parâmetros analíticos de umidade, cinzas e poder calorífico. Os dados experimentais obtidos de teor de umidade (de 8,4 a 48,4%), teor de cinzas (de 3,4 a 12,8%) e poder calorífico (de 7,2 a 22,0 MJ/kg) foram surpreendentes e otimistas, conseguindo quebrar o paradigma de resíduo ser algo sem valor. Esses resíduos podem ser usados como adubos orgânicos e especialmente como fontes energéticas renováveis. Como parâmetros comparativos, para o uso energético, foram utilizados os dados do poder calorífico da lenha (10,8 MJ/kg) e do bagaço de cana (8,4 MJ/kg), por serem fontes já utilizadas em algumas indústrias. Os resultados mostram que a torta bruta, a torta beneficiada, a casca e o caule apresentam poder calorífico maior que a lenha e o bagaço de cana, indicando que é possível agregar valor a esses resíduos atendendo a uma questão crucial atual, o desenvolvimento sustentável na cadeia produtiva do biodiesel. PALAVRAS-CHAVES: ENERGIA DE BIOMASSA; RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS; SUSTENTABILIDADE

9 viii ABSTRACT In this work, Biomass of Oleiferous as Alternative Source of Energy (Ricinus communis L.), it is booken the paradigm that residue is something undesirable, without use and that should be despised. The Chinese wisdom says: residue is a raw material that should have better use. The solid residues of the productive chain of the castor bean plant, from the agricultural phase, until the industrial phase were studied. In the agricultural phase, it was studied the residues generated by the plant: root, leaf, stalk leaf and stem. In the industrial phase it was studied the residues of the fruit: shell and bagasse, a residue after the oil extraction. This study was based in the topics: solid residues, oleiferous, biodiesel, castor bean plant, biomass and the analytic parameters of humidity, ashes and calorific values. The experimental data of humidity content (from 8,4 to 48,4%)), ashes content (from 3,4 to 12,8%) and the calorific values (from 7,2 to 22,0 MJ/kg) were surprising and optimistic, so that paradigm that residue is something without value is then broken. Those residues can be used as organic fertilizers and especially as alternative source of renewable energy. As comparative parameters, for the energy use, the data of the calorific values of the firewood (10,8 MJ/kg) and of sugar-cane bagasse (8,4 MJ/kg) were used, as they are already used in some industries. The results show that the gross castor bean bagasse, the lean castor bean bagasse, the shell and the stem present higher calorific values than the firewood and the sugar-cane bagasse, indicating that it is possible to aggregate values of residues and to improve a current crucial subject, the maintainable development in the productive chain of biodiesel. KEY WORDS: BIOMASS ENERGY; AGRO-INDUSTRIAL RESIDUES; SUSTAINABILITY

10 ix LISTA DE FIGURAS Pág. Figura 01. Matriz Energética Brasileira (MME, 2005)... Figura 02. Caracterização e classificação de resíduos (adaptado de ABNT, 2004).. Figura 03. Culturas de oleaginosas por região do Brasil (MEIRELLES, 2003)... Figura 04. Mercado de óleos vegetais (DRUMMOND, 2006)... Figura 05. Reação de transesterificação (REGITANO-D ARCE, 2006)... Figura 06. Processo de produção de biodiesel (adaptado de PARENTE, 2003)... Figura 07. Distribuição espacial de oleaginosas no Brasil e previsão de consumo de biodiesel B2 em 2008 (NAPO, 2006)... Figura 08. Mamoneira de cultivar Paraguaçu, zona rural de Pesqueira - PE (2007)... Figura 09. Maiores produtores de mamona em 2005 (FAO, 2006 apud RAMOS et al., 2006)... Figura 10. Possibilidades de utilização da mamona (SAVY FILHO, 2005 apud RAMOS et al., 2006)... Figura 11 Transformação de CO 2 e H 2 O em biomassa e vice-versa (BUSSI et al., 2004)... Figura 12. Processos tecnológicos de conversão da biomassa (adaptado de VIANNA et al., 2000; BUSSI et al., 2004; NOGUEIRA & LORA, 2003)... Figura 13 Poder calorífico superior e inferior (NOGUEIRA & LORA, 2003)... Figura 14 Laboratório de Fluidos ITEP (2007)... Figura 15 - Cidade de Pesqueira PE (2007)... Figura 16 - Indústria de Biodiesel de Pesqueira PE (2007)... Figura 17 Produção do óleo de mamona Pesqueira (2007)... Figura 18 Produção de Biodiesel Pesqueira (2007)... Figura 19 Cultivar Paraguaçu com 145 a 150 dias de cultivo na zona rural de Pesqueira - PE (2007)

11 x Figura 20 Torta bruta da semente da mamona (2007)... Figura 21 Prensagem da mamona cozida para produzir torta bruta e óleo (2007)... Figura 22 Beneficiamento da torta bruta da mamona (2007)... Figura 23 Torta beneficiada da semente da mamona (2007)... Figura 24 Sementes e cascas da mamona (2007)... Figura 25 Resíduos agrícolas da mamoneira - pecíolos e folhas (2007)... Figura 26 Resíduo agrícola da mamoneira - raízes (2007)... Figura 27 Resíduo agrícola da mamoneira - caule (2007)... Figura 28 Fruto da mamoneira composto por casca e semente (2007)... Figura 29 Mamoneira de cultivar Paraguaçu com dias de cultivo, zona rural de Pesqueira - PE (2007)... Figura 30 Algumas amostras usadas nos ensaios analíticos (2007)... Figura 31 Calorímetro MS 10A da empresa R&P(2007)... Figura 32 Cadinho para amostra, suspenso nos eletrodos (2007)... Figura 33 Detalhe do fechamento da bomba calorimétrica (2007)... Figura 34 Bomba calorimétrica pressurizada (2007)... Figura 35 Porcentagem de umidade das amostras estudadas (2007)... Figura 36 Porcentagem de cinzas das amostras estudadas (2007)... Figura 37 Poder calorífico das amostras estudadas (2007)... Figura 38 Estoque de lenha para queima em indústria de Pernambuco (2007)... Figura 39 Caldeira queimando lenha em indústria de Pernambuco (2007)... Figura 40 - Etapas do processo industrial do biodiesel da mamona (ALMEIDA et al., 2006)

12 xi LISTA DE TABELAS Pág. Tabela 01 - Características de alguns vegetais oleaginosos de potencial uso energético (NOGUEIRA & LORA, 2003) Tabela 02 - Plantas oleaginosas disponíveis no território nacional para a produção de biodiesel (PARENTE, 2003) Tabela 03 - Motivações para a produção de biodiesel e fontes de matériasprimas por região brasileira (PARENTE, 2003) Tabela 04 - Classificação dos biocombustíveis (NOGUEIRA & LORA, 2003) Tabela 05 - Características técnicas de diferentes tipos de biomassa em base seca (JENKINS, 1990 apud NOGUEIRA & LORA, 2006) Tabela 06 - Discriminação das amostras estudadas (2007) Tabela 07 - Resultados das análises das amostras estudadas (2007) Tabela 08 - Características técnicas de diferentes biomassas em base seca ou úmida (ONU, 1987 apud NOGUEIRA & LORA, 2003) Tabela 09 Parâmetros comparativos de biomassa para uso energético em combustão (2007) Tabela 10 Síntese das discussões e possíveis uso para as amostras estudadas, biomassa da mamoneira (2007) Tabela 11 - Potencial energético dos co-produtos da cadeia da mamona (adaptado de ALMEIDA et al., 2006)... 90

13 xii LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT CF CZ Associação Brasileira de Normas Técnicas Carbono Fixo Cinzas FAO IBAMA IBGE IDER ITEP MCT MEB MMA MME MV ONU PCI PCS PROÁLCOOL UM Food and Agriculture Organization (Organização de Alimentos e Agricultura) Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Renováveis Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística Instituto de Desenvolvimento Sustentável e Energias Renováveis Associação Instituto de Tecnologia de Pernambuco Ministério da Ciência e Tecnologia Matriz Energética Brasileira Ministério do Meio Ambiente Ministério de Minas e Energia Materiais Voláteis Organização das Nações Unidas Poder Calorífico Inferior Poder Calorífico Superior Programa Brasileiro do Álcool Umidade

14 xiii SUMÁRIO Pág. RESUMO.. ABSTRACT... LISTA DE FIGURAS... LISTA DE TABELAS... LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS... vii viii ix xi xii 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo geral Objetivos específicos REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Resíduos sólidos Classificação dos resíduos sólidos Definições e procedências dos resíduos sólidos Oleaginosas Cenário brasileiro de oleaginosas Definição e características de algumas oleaginosas brasileiras Potencialidades regionais de oleaginosas Mercados para óleos e gorduras Biodiesel Definição e reação de formação do biodiesel Processo produtivo do biodiesel Considerações sobre o biodiesel Mamoneira Descrição e características da mamoneira Cultivares sugeridas para o nordeste semi-árido Agronegócio da mamona Versatilidade da mamona.. 39

15 xiv 3.5 Biomassa Descrição e formação da biomassa Classificação da biomassa Tipos de energia gerada pela biomassa Rotas tecnológicas de conversão da biomassa em bioenergia Processos de conversão termoquímica da biomassa Combustão Pirólise Gaseificação Parâmetros analíticos Composição química elementar Composição química imediata Umidade Poder calorífico METODOLOGIA MATERIAL E MÉTODOS Coleta das amostras Descrição da amostras coletadas Torta bruta Torta beneficiada Cascas Pecíolos e folhas Raiz Caule Amostra composta Preparação das amostras em laboratório Análises realizadas Metodologia das análises Umidade Cinzas Poder calorífico superior RESULTADOS E DISCUSSÕES Resultados analíticos obtidos Resultados analíticos: teor (%) de umidade das amostras estudadas Resultados analíticos: teor (%) de cinzas das amostras estudadas... 76

16 xv Resultados analíticos: poderes caloríficos (MJ/kg) superiores e inferiores das amostras estudadas Discussões dos resultados obtidos Tortas bruta e beneficiada Cascas Folhas Raiz Caule Pecíolo Composta Síntese das discussões dos resultados obtidos Recomendações de usos da biomassa como fonte energética CONCLUSÃO SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS REFERÊNCIAS... 96

17 16 1. INTRODUÇÃO O uso global de energia tem aumentado de forma contínua desde a revolução industrial. A demanda de energia varia de um país para outro, dependendo do seu estado de desenvolvimento e existe uma íntima correlação entre o consumo de energia e a melhoria das condições de vida, medida em termos de expectativa de vida e mortalidade infantil. O petróleo, o gás e o carvão são as principais fontes de energia, sendo suplementadas pela biomassa e energias hidroelétrica e nuclear (SCRAGG, 1999). Comparando-se a outros países, o Brasil ocupa destacada posição geográfica, uma vez que a totalidade do território nacional encontra-se dentro da Região Equatorial Tropical. Somam-se a esta localização privilegiada, as riquezas naturais renováveis que conferem ao Brasil posição estratégica e vantagens competitivas no que concerne ao estabelecimento de uma Matriz Energética multivariada (SOUZA, 2006). A atual matriz energética mundial compõe-se, principalmente, de fontes não renováveis de carbono fóssil como petróleo (35%), carvão (23%) e gás natural (21%). Vários estudos vislumbram o esgotamento dessas fontes e uma possível escassez, ainda nesse século. Reforçando esta problemática, sabe-se que as principais fontes de petróleo e gás natural encontram-se no Oriente Médio, potencializando disputas entre países com vista ao domínio das últimas grandes reservas de importância econômica (PERES, 2005) Segundo SCRAGG (1999), as razões para a contínua utilização dos combustíveis fósseis é que eles são destinados praticamente aos países desenvolvidos, requerem uma tecnologia já conhecida para sua extração e podem ser transportados com facilidade. Os produtos petrolíferos de maior interesse são fluidos (líquido ou gás), o que facilita o seu transporte sendo esta propriedade requerida para uso como combustível de automotores. Por outro lado, existem alguns problemas associados aos combustíveis fósseis: disponibilidade finita; produção de gases de efeito estufa, responsáveis pelo aquecimento global; produção de outros contaminantes como particulados e gases geradores de chuva ácida, dentre outros.

18 17 Há estimativas que as reservas mundiais de carvão durarão até 2180 (FULKERSON, 1990, apud SCRAGG, 1999), de petróleo até 2030 e de gás natural até 2047 (SCRAGG, 1999). A demanda por petróleo continua aumentando e como conseqüência sua extração deve ser realizada em condições cada vez mais hostis em locais geográficos inóspitos e precisando de tecnologias mais sofisticadas e caras. Dessa forma, muitas das alternativas dos combustíveis derivados do petróleo não serão competitivas nos custos e esta mudança necessitará de fontes de energias alternativas. No Brasil, o renascimento do interesse pela bioenergia e a valorização da biomassa como fonte energética moderna aconteceu em duas fases bem distintas: Inicialmente, nos anos setenta, com a forte elevação dos preços do petróleo, em 1973 e 1979, a biomassa foi considerada como alternativa economicamente interessante para a satisfação das demandas de energia térmica nas indústrias e centrais elétricas de pequena e média capacidade e, em alguns casos, como fonte de combustível para motores alternativos veiculares. Neste período, a principal justificativa era o menor preço das bioenergias frente ao da energia convencional (NOGUEIRA & LORA, 2003). O Brasil, na qualidade de paraíso da biomassa, implementou o Programa Nacional do Álcool PROÁLCOOL, criado durante a primeira crise do petróleo na década de 1970, com o objetivo de reduzir a importação de petróleo. O PROÁLCOOL deu ao Brasil a oportunidade pioneira de mostrar ao mundo um combustível alternativo produzido a partir de energia do solo e não do subsolo, sendo assim um combustível renovável, com grandes vantagens ambientais e socioeconômicas em relação aos combustíveis fósseis tradicionais (FREITAS & PENTEADO, 2006). A segunda fase de expansão e interesse pela biomassa energética surgiu nos anos noventa com o desenvolvimento de tecnologias avançadas de transformação e com a incorporação definitiva da temática ambiental nas discussões sobre energia. Em 1985 os preços do petróleo voltaram aos seus níveis iniciais, reduzindo então de forma significativa o interesse nestas novas ou redescobertas fontes de fornecimento energético. Mesmo

19 18 com a redução dos preços do petróleo, a biomassa passou a ser considerada uma forma oportuna de satisfazer a demanda energética, devido a um amplo conjunto de motivos que, além dos fatores estritamente econômicos, incluem também o menor impacto ambiental e sua renovabilidade, a possibilidade de geração de empregos e a dinamização de economias regionais (NOGUEIRA & LORA, 2003). Para o crescimento econômico e social de uma nação, são essenciais a definição e o estabelecimento de uma matriz energética; mais importante ainda é o planejamento da demanda e consumo de energia, a médio e longo prazos. A partir da constituição de uma matriz energética nacional básica é possível caracterizar matrizes energéticas específicas como, por exemplo, uma matriz para o consumo de energia voltada para o crescimento de agronegócios no meio rural ou, para o crescimento industrial e comercial no meio urbano (SOUZA, 2006). Ainda, segundo SOUZA (2006), o crescimento e desenvolvimento econômico e o social de um país como o Brasil, que cada vez mais se insere em uma sociedade mundial globalizada, são funções diretas de inúmeros fatores, envolvendo capital, insumos e serviços relativos aos setores primário (agricultura, pecuária e extrativismo racional e sustentado), secundário (indústria e comércio) e terciário (prestação de serviços). De acordo com o Ministério de Minas e Energia (MME, 2005), atualmente a Matriz Energética Brasileira (Figura 01) é constituída pelos seguintes componentes, em ordem decrescente de participação percentual: a) petróleo e seus derivados e gás natural (48,0%); b) recursos renováveis (43,8%) constituídos essencialmente de biomassa (29,4%) e hidroeletricidade (14,4%). A biomassa é representada por lenha, carvão vegetal, cana e outras fontes; c) carvão mineral (6,7%) e d) urânio (1,5%).

20 19 Figura 01 - Matriz energética brasileira (MME, 2005). Com o fortalecimento do Programa Nacional do Biodiesel, estima-se que mais de 50% de nossa energia deverá ser proveniente de fontes renováveis. Uma dessas procedências energéticas é representada pelas oleaginosas. O cultivo de oleaginosas usadas na obtenção de óleos que servem como matériasprimas na produção do biodiesel têm se intensificado e várias indústrias de extração de óleo estão em fase de adaptação ou de construção. A mamoneira é uma das mais promissoras para o Semi-árido e o Agreste de Pernambuco devido à fácil adaptação ao clima dessa região (DRUMMOND et al., 2006). Segundo FREIRE (2001), a mamoneira é uma oleaginosa de alto valor industrial, haja vista ser o óleo extraído de suas sementes de elevada importância, devido à versatilidade na química do produto. O óleo retirado da mamona é matéria-prima para a fabricação de plásticos, fibras sintéticas, esmaltes, resinas e lubrificantes. Por meio da ricinoquímica, mais especificamente na química do óleo da mamona, podem ser obtidos produtos bem mais elaborados nas indústrias farmacêutica, de cosméticos e na aeronáutica. Além dessas aplicações do óleo, pode-se destacar a mais recente possibilidade de uso em escala industrial: produção do biodiesel. Para atender a legislação (Lei Federal /2004), até o ano de 2008 devem ser adicionados 2% de biodiesel ao diesel de petróleo (chamado de mistura B2). Para cumprir a exigência da Lei Federal serão necessários m 3 de biodiesel para o Estado de Pernambuco. Levandose em consideração que cerca de 50% de biomassa (torta) dessa oleaginosa é

21 20 gerada na cadeia produtiva do biodiesel, pode ser facilmente vista a problemática com relação à grande produção desse resíduo agro-industrial, que, para o Estado de Pernambuco é de m 3 /ano (DRUMMOND et al., 2006). A extração do óleo determina a qualidade final do biodiesel. As sementes devem ser cozidas para que o óleo seja extraído com mais facilidade. Ainda aquecidas, passam por uma prensa que separa a parte sólida (torta) da líquida (óleo bruto). O óleo extraído é decantado, filtrado e degomado para retirar as últimas partículas sólidas em suspensão. O óleo assim obtido é classificado como óleo de mamona tipo 1 e tem alto valor comercial para aplicações químicas, podendo ser utilizado como combustível ou passar ainda pela etapa de transesterificação, que é a efetiva transformação em biodiesel. Na transesterificação o óleo purificado sofre reação química com álcool de cadeia curta (metanol ou etanol) para formar biodiesel e glicerina (IDER, 2007). Na extração do óleo é gerada grande quantidade de resíduos ou torta, cerca de 50% da semente prensada. Além dessa torta tem-se a biomassa proveniente das folhas, raízes, cascas e caules, resíduos agrícolas, que devem ter aplicações valorativas, na cadeia produtiva. Uma dessas possibilidades é como fonte energética, agregando valor a esse resíduo, evitando o desmatamento da caatinga e contribuindo com sua preservação. Inúmeras pesquisas sugerem a utilização de biomassa para fins energéticos, principalmente como combustíveis. Estudos já apontam que, a utilização da biomassa para fins energéticos vem tendo uma participação crescente perante a matriz energética mundial, levando a estimativas de que, até o ano de 2050 deverá dobrar o uso mundial de biomassa disponível (FISCHER, 2001, apud RATHMANN, 2005). A biomassa ou materiais vegetais vastamente utilizados no Estado de Pernambuco como fontes alternativas de energia, são: bagaço de cana de açúcar, casca de coco, lenha, serragem ou cavaco de madeira e eucalipto. O potencial energético da biomassa de oleaginosas consegue igualar ou superar, em valores de poder calorífico, essas fontes alternativas. Esse potencial energético da biomassa de

22 21 oleaginosas requer maiores estudos para viabilizar sua utilização como complemento ou substituição de materiais, que são utilizados em fornos e caldeiras industriais, provenientes de biomas importantes (especialmente da caatinga), evitando dessa forma desmatamentos, promovendo melhor sustentabilidade e contribuindo com a matriz energética de Pernambuco. Este trabalho visa mudar a classificação da biomassa da mamoneira (Ricinus communis L.) de resíduo com pouco valor comercial, tornando-a numa fonte alternativa de energia renovável. Esta mudança é constatada através da análise dos resultados do poder calorífico desses resíduos gerados e inseridos numa cadeia produtiva sustentável.

23 22 2. OBJETIVOS 2.1. Objetivo geral Demonstrar que os resíduos da agroindústria da mamoneira têm alto valor agregado quando utilizados na geração de energia térmica em micros e pequenas indústrias Objetivos específicos Determinar o poder calorífico e a umidade de cada fração residual da agroindústria da mamoneira. Determinar o percentual de resíduo inorgânico (cinzas) de cada fração residual da agroindústria da mamoneira. Indicar a aplicabilidade de resíduos da agroindústria da mamoneira como fonte de geração de energia térmica na produção de biodiesel e na indústria gesseira.

24 23 3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Atualmente os problemas ambientais e energéticos são difundidos regularmente nos meios acadêmicos e de comunicação. Associado a eles, tem-se assuntos de natureza social, econômica e tecnológica, dificilmente tratados com eficiência pelos responsáveis, seja no campo governamental ou no setor privado. O setor energético é muito significativo em qualquer análise prévia de cenários nacional ou internacional. Com a finalidade de fundamentar este trabalho serão abordados os seguintes tópicos: Resíduos sólidos. Oleaginosas. Biodiesel. Mamoneira. Biomassa. Parâmetros analíticos. Os tópicos serão relatados de forma objetiva e clara, suplementados por figuras e fotos, de forma que o leitor perceba a interligação entre eles e o seu encadeamento para a conclusão deste trabalho científico: Biomassa de oleaginosa como fonte alternativa de energia (Ricinus communis L.).

25 Resíduos sólidos 3.1.1Classificação dos resíduos sólidos A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), em sua Norma NBR /2004, classifica os resíduos sólidos quanto aos seus riscos potenciais ao meio ambiente e à saúde pública (Figura 02), para que possam ser gerenciados adequadamente. Os resíduos radioativos não são objetos desta Norma. RESÍDUO O resíduo tem origem conhecida? NÃO SIM Consta nos anexos A ou B? SIM NÃO RESÍDUO NÃO PERIGOSO CLASSE II NÃO Tem características de: inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade ou patogenicidade? SIM RESÍDUO PERIGOSO CLASSE I Possui constituintes que são solubilizados em concentrações superiores ao anexo G? SIM NÃO RESÍDUO NÃO INERTE CLASSE II A RESÍDUO INERTE CLASSE II B Figura 02 - Caracterização e classificação de resíduos (adaptado de ABNT, 2004)

26 25 O fluxograma apresentado sistematiza a classificação e caracterização dos resíduos. Observa-se nesta figura, que a análise classificatória de um resíduo baseia-se em perguntas que geram duas respostas fechadas: sim ou não. Em função dessa resposta o analista percorre os passos necessários até conseguir enquadrar o resíduo que estiver analisando. As perguntas-chaves estão nas caixas amarelas e fazem alusão a certos anexos constituintes da Norma NBR 10004/04. Os anexos A e B citados consistem de listas de resíduos perigosos de fontes específicas e não específicas e o anexo G de uma lista com os padrões para o ensaio de solubilização de resíduos. Apenas com o fluxograma apresentado é impossível classificar qualquer que seja o resíduo, pois é fundamental possuir a Norma referenciada para consultar as listas completas de todos os resíduos, bem como as concentrações permitidas em cada ensaio analítico de solubilização (anexo G). Além desta norma o analista ou interessado deve ter um pouco de conhecimento sobre substâncias perigosas e seu enquadramento na sistematização da ONU. A classificação de resíduos da ABNT (NBR /04) envolve a identificação do processo ou atividade que lhes deu origem e de seus constituintes e características e a comparação destes constituintes com listagens de resíduos e substâncias cujo impacto à saúde e ao meio ambiente é conhecido. A identificação dos constituintes a serem avaliados na caracterização do resíduo deve ser criteriosa e estabelecida de acordo com as matérias-primas, os insumos e o processo que lhe deu origem. Para efeito desta Norma, os resíduos são classificados em: a) resíduos classe I - Perigosos; b) resíduos classe II Não perigosos (resíduos classe II A não inertes e resíduos classe II B inertes) Definições e procedências dos resíduos sólidos Ainda nesta Norma da ABNT, os resíduos sólidos são mencionados como: Resíduos nos estados sólido e semi-sólido, que resultam de atividades de origem industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Ficam incluídos nesta definição os lodos provenientes de sistemas de tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como determinados líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento

27 26 na rede pública de esgotos ou corpos de água, ou exijam para isso soluções técnica e economicamente inviáveis em face à melhor tecnologia disponível. Observa-se nesta definição da ABNT que, apesar de citar resíduos sólidos, ela inclui resíduos em estado semi-sólido e também líquidos, tornando-a contraditória na definição ou requerendo a supressão da palavra sólido, mantendo-se apenas o termo resíduos. FORMOSINHO (2000), em Portugal, ratifica alguns critérios da ABNT e define os resíduos como substâncias, produtos, ou objetos, que ficaram incapazes de utilização para os fins para os quais foram produzidos, ou são restos de um processo de produção, transformação ou utilização e, em ambos os casos, pressupõem que o detentor se tenha de desfazer deles. A proveniência desses resíduos é muito variada, pois está associada a toda atividade humana, podendo se considerar resíduos domésticos, comerciais, industriais, hospitalares, agrícolas e outros. Ainda segundo FORMOSINHO (2000), os resíduos podem ser classificados, não em termos da sua proveniência, mas da sua natureza físico-química, em: metais, vidros, papel, têxteis, vegetais, pilhas, plásticos, lamas de depuração, dentre outros. Qualquer que seja o tipo de classificação que se considere, há resíduos banais e outros que podem ser nocivos ou perigosos para o homem e outros seres vivos. Estes últimos designam-se genericamente por resíduos perigosos em função do seu caráter tóxico, corrosivo, explosivo, radioativo ou outra característica, e do modo como são manipulados no meio ambiente durante o seu ciclo de vida como produto útil ou como resíduo. Os resíduos sólidos da cultura da mamoneira, desde a geração na sua colheita (folhas, raízes e caules) até o processamento industrial (torta e borras) podem ser avaliados baseando-se na classificação proposta pela ABNT, em sua Norma NBR 10004/04. Fazendo-se uma avaliação prévia baseando-se nesta Norma, os resíduos desta cadeia produtiva podem se enquadrar como classe I (perigosos) ou classe II (não perigosos), dependendo do uso e intervenções realizadas nos mesmos.

28 Oleaginosas Cenário brasileiro de oleaginosas O Brasil, país de extensas terras tropicais, agricultáveis e com possíveis alternativas de produção de energia não consolidou ainda sua posição no cenário mundial. Como fontes possíveis dessa mudança, pode-se ter o desenvolvimento eficaz de culturas de oleaginosas, particularizando regiões e cultivos familiar e tecnológicos ao longo de todo o país. A Figura 03 pode ilustrar a potencialidade do Brasil nessas alternativas. Figura 03 - Culturas de oleaginosas por região do Brasil (MEIRELLES, 2003) Definição e características de algumas oleaginosas brasileiras O termo oleaginosas envolve um grande número de plantas produtoras de óleos e gorduras vegetais, com composição química muito variada. Tipicamente, um óleo é líquido à temperatura ambiente, ao passo que uma gordura é sólida. Considerando o possível emprego energético, importa conhecer em uma oleaginosa a qualidade e adequação ao uso de seu óleo, assim como os aspectos de sua produção e extração (NOGUEIRA & LORA, 2003).

29 28 A Tabela 01 mostra as principais oleaginosas e suas características de maior interesse. Tabela 01 - Características de alguns vegetais oleaginosos de potencial uso energético (NOGUEIRA & LORA, 2003). Espécie de oleaginosa Origem do óleo Conteúdo de óleo (%) Ciclo para máxima eficiência Rendimento em óleo (t/ha) Dendê (Elacis guineensis) Abacate (Persia americana) Coco (Cocus numifera) Babaçu (Orbignya martiana) Girassol (Helianthus annus) Colza (Brassica campestris) Mamona (Ricinus comunis) Amendoim (Orachis hypogeae) Soja (Glycine max) Algodão (Gossypium hirsut) amêndoa 20 8 anos 3,0-6,0 fruto anos 1,3-5,0 fruto anos 1,3-1,9 amêndoa 66 7 anos 0,1-0,3 grão anual 0,5-1,9 grão anual 0,5-0,9 grão anual 0,5-0,9 grão anual 0,6-0,8 grão 17 anual 0,2-0,4 grão 15 anual 0,1-0, Potencialidades regionais de oleaginosas Segundo MEIRELLES (2003) e PARENTE (2003), no país são cultivadas diversas espécies oleaginosas que possuem potencial para serem utilizadas como matériaprima na produção de biodiesel, tais como: a soja, a mamona, o girassol e o dendê, como pode ser visto na Tabela 02.

30 29 Em termos de rendimento de óleo, merecem destaque o dendê, o coco e o girassol. Também merece ser comentada a cultura da mamona, pela resistência à seca e por ter ciclo curto de colheita. Atualmente, o óleo de soja representa 90% da produção brasileira de óleos vegetais. Em função disso, a soja desponta como principal cultura oleaginosa para suprir a demanda por biodiesel, em curto prazo. Embora o óleo de soja seja a matéria-prima com maior potencial para atender a demanda por biodiesel, na matriz de produção desse combustível renovável deve-se considerar a aptidão física e as necessidades de desenvolvimento de cada região brasileira (MEIRELLES, 2003). Tabela 02 - Plantas oleaginosas disponíveis no território nacional para a produção de biodiesel (PARENTE, 2003) Região Óleos vegetais disponíveis Norte dendê, babaçu e soja Nordeste babaçu, soja, mamona, dendê, algodão e coco Centro-oeste soja, mamona, algodão, girassol e dendê Sudeste soja, mamona, algodão e girassol Sul soja, milho, colza (canola), girassol e algodão O óleo de soja é utilizado primariamente para o consumo humano; para a produção de combustível, é mais indicada a matéria-prima que não entre em competição com as necessidades de alimentação para o Homo sapiens. Portanto, um programa brasileiro de biodiesel deve respeitar as especificidades de cada região, as quais se encontram resumidas na Tabela 03 (MEIRELLES, 2003).

31 30 A mamona é uma das oleaginosas fornecedoras de matéria-prima para a fabricação de biodiesel no Brasil. Essa escolha foi feita porque ela praticamente é a única oleaginosa bem adaptada e para a qual se dispunha de tecnologia para o cultivo na região semi-árida, possibilitando a inclusão social de milhares de pequenos produtores que estavam sem opções agrícolas rentáveis. Embora este aspecto social tenha propiciado a escolha da mamona, essa cultura também pode ser plantada em várias regiões do país, desde o Sul até o Norte, desde que se obedeçam às exigências climáticas e que receba manejo adequado (SEVERINO & GONDIM, 2006). Tabela 03 - Motivações para a produção de biodiesel e fontes de matéria-prima por região brasileira (PARENTE, 2003) Regiões Principais motivações Matérias-primas Amazônia (Amazonas, Pará, Mato Grosso e Tocantins) Pequenas produções localizadas nas chamadas ilhas energéticas. Grandes produções nos dendezais. Óleos de palmeiras de dendê em áreas de reflorestamento Pré-Amazônia ou Nordeste semi-úmido (Maranhão, Tocantins, Piauí e Pará) Exploração de babaçuais, através do aproveitamento integral do coco para fins químicos e energéticos. Geração de renda através de lavouras associadas aos babaçuais (exemplo: amendoim, girassol). Óleos de babaçu, de amendoim e outros provenientes de culturas associadas. Semi-árido Nordestino Geração de ocupação e renda. Erradicação da miséria. Lavouras familiares de plantas oleaginosas. Ricinicultura (mamona). Centro-Sul e Centro- Oeste Melhoria nas emissões veiculares nos grandes centros urbanos. Regulação nos preços de óleos de soja. Soja e outras culturas possíveis. Todas as Regiões Melhor aproveitamento de materiais Óleos residuais de frituras e de resíduos industriais, matérias graxas extraídas de esgotos industriais e municipais.

32 Mercado para óleos e gorduras Os mercados de óleos e gorduras vegetais e animais podem ser segmentados nos seguintes níveis hierárquicos: Mercado Farmacêutico Mercado Químico Mercado Alimentício Mercado Energético Nestes mercados, a saturação se dá de cima para baixo, ou seja, do mercado farmacêutico em direção ao mercado energético, justificando a classificação em forma hierárquica. O óleo de mamona, por exemplo, satura o mercado farmacêutico, como fármacos, em algumas dezenas de toneladas, e como matéria-prima para a indústria química, incluindo a área cosmética, com menos de ton/anuais (FREITAS & PENTEADO, 2006). Em termos econômicos equivale a dizer que o óleo no mercado farmacêutico possui um preço elevado e pouco volume enquanto no mercado energético precisa ter um preço baixo com grandes volumes (Figura 04). Figura 04 - Mercado de óleos vegetais (DRUMMOND, 2006)

33 Biodiesel Definição e reação de formação do biodiesel A definição adotada no âmbito do Programa Brasileiro de Biocombustíveis conceitua biodiesel como: Combustível obtido a partir de misturas, em diferentes proporções, de diesel e ésteres de óleos vegetais. Tecnicamente, o biodiesel é definido como um éster alquílico de ácidos graxos, obtido da reação de transesterificação de qualquer triglicerídeo (óleos e gorduras vegetais ou animais) com álcool de cadeia curta (metanol ou etanol). A transesterificação consiste na reação química de um óleo vegetal com um álcool, que pode ser etanol ou metanol (Figura 05), na presença de um catalisador ácido (HCl - ácido clorídrico) ou básico (NaOH - hidróxido de sódio). Como resultado, obtém-se o éster metílico ou etílico (biodiesel), conforme o álcool utilizado, e a glicerina ou glicerol (MEIRELLES, 2003). CH 2 OOCR 1 CHOOCR 2 + CH 2 OOCR 3 3 CH 3 OH CH 3 OOCR 1 + CH 3 OOCR CH 3 OOCR 3 CH 2 OH CHOH CH 2 OH Triglicerídeo (Óleos ou gorduras) Metanol ou Álcool Metílico Ésteres Metílicos (Biodiesel B100) Glicerina ou Glicerol Figura 05 - Reação de alcóolise (metanólise) ou transesterificação de um triglicerídeo, resultando na formação de ésteres metílicos ou biodiesel (B100) (REGITANO-D ARCE, 2006). Neste caso, mais comum no Brasil, tem-se a reação de um óleo vegetal ou gordura animal (triglicerídeo) com álcool de cadeia carbonada curta, resultando na formação de ésteres de álcool (ou ésteres alquílicos), glicerina e o excedente de álcool para aumento da velocidade de reação de transesterificação. O biodiesel obtido correspondente ao éster alquílico, podendo ser metílico ou etílico, caso o álcool

34 33 utilizado tenha sido o metanol ou etanol, respectivamente. Na reação de transesterificação as ligações covalentes do triglicerídeo são rompidas pelo álcool, havendo transferência de hidrogênios deste para o triglicerídeo com a conseqüente formação de glicerina ou glicerol (REGITANO-D ARCE 2006) Processo produtivo do biodiesel O processo de produção do biodiesel, partindo-se de uma matéria-prima triglicérica, envolve as etapas operacionais mostradas no fluxograma da Figura 06. MATÉRIA-PRIMA PREPARAÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA METANOL OU ETANOL ÓLEO OU GORDURA CATALISADOR (NaOH ou KOH) REAÇÃO DE TRANSESTERIFICAÇÃO FASE PESADA FASE LEVE RECUPERAÇÃO DO ÁLCOOL DA GLICERINA SEPARAÇÃO DE FASES RECUPERAÇÃO DO ÁLCOOL DOS ÉSTERES GLICERINA BRUTA ÁLCOOL RECUPERADO ÁLCOOL RECUPERADO DESTILAÇÃO DA GLICERINA DESIDRATAÇÃO DO ÁLCOOL PURIFICAÇÃO DOS ÉSTERES RESÍDUO GLICÉRICO GLICERINA DESTILADA ÁLCOOL DESIDRATADO BIODIESEL Figura 06 - Processo de produção do biodiesel (adaptado de PARENTE, 2003).

35 34 Durante o processo em que ocorre a transformação do óleo vegetal em ésteres alquílicos (chamado simplesmente de biodiesel), a glicerina, que compõe cerca de 20% da molécula de óleo vegetal, é removida, deixando o óleo mais fino e reduzindo sua viscosidade, sendo substituída pela molécula do álcool proveniente do etanol ou metanol. A glicerina, co-produto da produção de biodiesel, pode ser utilizada como matéria-prima na produção de tintas, adesivos, produtos farmacêuticos, têxteis, entre outras, aumentando a competitividade do produto no mercado (MEIRELLES, 2003) Considerações sobre o biodiesel MEIRELLES (2003) afirma que para identificar a concentração de biodiesel na mistura com óleo diesel é comum a utilização de uma nomenclatura específica, definida como BX, onde X refere-se à percentagem em volume do biodiesel. Assim, B2, B5, B20 e B100 referem-se, respectivamente, a combustíveis com concentrações de 2%, 5%, 20% e 100% de biodiesel (puro). As alternativas para o fornecimento de óleo vegetal são diversas (Figura 07) e podem ser obtidas conforme as espécies cultivadas em cada região. Figura 07 - Distribuição espacial de oleaginosas no Brasil e previsão de consumo de biodiesel B2 em 2008 (NAPPO, 2006).

36 35 NAPPO (2006) mostra a relação entre as possíveis culturas de oleaginosas no Brasil, dividindo-o em três regiões, bem como a possível demanda de biodiesel, considerando-se a obrigatoriedade de 2% de biodiesel incorporado ao diesel de petróleo até Estima-se um volume necessário de biodiesel B2 de 1 bilhão de litros por ano. Deste total tem-se 90 milhões de litros por ano para a região Norte (9% do consumo), 140 milhões de litros por ano para a região Nordeste (14% do consumo) e 770 milhões de litros por ano para a região Centro-Sul (77% do consumo). Como fonte de álcool para a produção do biodiesel, a opção preferencial tem sido o etanol, produzido nacionalmente em larga escala, a partir da cana-de-açúcar e a custos altamente competitivos, enquanto o metanol, além de ser tóxico, necessita ser importado. O biodiesel pode ser utilizado como combustível puro, na forma de mistura, como complemento ao diesel extraído de petróleo, ou em baixas proporções como aditivo (de 1% a 4%). Uma das grandes vantagens do biodiesel é sua adaptabilidade aos motores do ciclo diesel. Enquanto o uso de outros combustíveis limpos, como o gás natural ou biogás, requer adaptação dos motores, a combustão de biodiesel pode dispensá-la, configurando-se em uma alternativa técnica capaz de atender a frota movida a diesel (MEIRELLES, 2003). Segundo AMARAL (2006), a cadeia produtiva do biodiesel gera uma série de resíduos e co-produtos industriais, os quais podem, quando adequadamente geridos, contribuir para a viabilidade econômica da produção de biodiesel. Esses resíduos de natureza líquida e sólida possuem potencial para uso na indústria de alimentos e para a nutrição animal, bem como na indústria químico-farmacêutica. Entretanto, há uma grande carência de estudos de análises de viabilidade técnica e financeira, que possam apontar as melhores alternativas de custo-benefício para o processamento e tratamento desses resíduos, os quais podem agregar valor e reduzir os custos de produção de biodiesel, com o aproveitamento e venda destes produtos e seus derivados.

37 Mamoneira (Ricinus communis L.) Descrição e características da mamoneira A mamoneira pertence à família das Euforbiáceas, sendo uma planta rústica e resistente à seca. Em termos mundiais, a espécie é cultivada comercialmente entre os paralelos 40º N e 40º S. No Brasil, seu cultivo comercial ocorre, praticamente, em todos os estados nordestinos, à exceção de Sergipe e Maranhão, que embora possuam áreas com aptidão potencial ao cultivo, não registraram plantios comerciais (AMORIM NETO et al., 2001, apud CARAMORI et at., 2006). Figura 08 - Mamoneira de cultivar Paraguaçu, zona rural de Pesqueira PE (2007). A mamoneira é uma planta de clima tropical, prefere locais onde a temperatura do ar varie entre 20 e 30 ºC, precipitações pluviais (chuvas) de pelo menos 500 mm (5.000 m 3 /ha), elevada insolação, e umidade relativa do ar baixa durante a maior parte do seu ciclo, menor do que 60%. Essa planta prefere solos de textura média, não muito argilosos, planos ou de relevo suave ondulado, sem perigo de encharcamento ou inundação e não suporta solos muito salinos e com baixa sodicidade, sendo que a altitude do local deve ser de no mínimo 300 metros, podendo chegar a metros (BELTRÃO et al, 2003).

38 Cultivares sugeridas para o nordeste semi-árido As cultivares sugeridas para plantio no nordeste semi-árido são a BRS-149 Nordestina e a BRS-188 Paraguaçu. Ambas são semi-indeiscentes que permitem que a colheita seja realizada tanto escalonada quanto de uma vez, pois na maturação, ao contrário das cultivares de frutos deiscentes, as sementes não caem no solo. A cultivar BRS149 - Nordestina é originária de seleção individual com testes de progênie na cultivar Baianita. As plantas, em condições de sequeiro no Nordeste têm altura média de 1,90 m, caule de coloração verde e ceroso, racemo (cacho) de forma cônica e sementes de coloração preta, com peso médio de 0,68 g/unidade. A floração ocorre em torno de 50 dias da emergência das plântulas e o teor de óleo nas sementes é em torno de 49%, sendo o ciclo anual, em média, de 250 dias. Produz, em média, kg/ha de sementes (bagas), tendo em média de 5 a 7 cachos por planta, com tamanho médio de 32 cm com média de 37 frutos/cacho (BELTRÃO et al, 2003). A cultivar BRS 188-Paraguaçu, foi obtida pela seleção massal na cultivar local Sangue-de-Boi, sendo em condições ecofisiológicas, de sequeiro, no Nordeste brasileiro, de porte baixo, com média de 1,60 m de altura. Apresenta caule de coloração roxa e ceroso, com racemo de forma oval, sementes pretas com algumas manchas vermelhas, com peso médio de 0,71 g/unidade, tendo em média 48% de óleo. Os frutos e a folha têm coloração arroxeada. Produz em média kg/ha em condições de sequeiro no Nordeste brasileiro, com componentes de produção semelhantes à BRS 149-Nordestina. Ambas cultivares, em condições de irrigação, podem chegar a produtividades acima de kg/ha de bagas (BELTRÃO et al, 2003) Agronegócio da mamona A cadeia produtiva da mamona já foi mais valorizada e melhor estruturada no passado, com movimentação de elevado volume de produtos, tanto no comércio interno quanto no externo. A produção brasileira passou de cerca de 300 mil

39 38 toneladas/ano, com produtividades variando entre 800 a 1200 kg/ha de bagas, e representava mais de 60% do total mundial (HELMAN, 1984, apud BELTRÃO et al, 2003), nas décadas de 80 e 90, para cerca de 70 mil toneladas/ano no período entre 1996 e Esta queda na produção fez com que o Brasil passasse de primeiro produtor mundial e principal exportador para a terceira posição entre os países produtores desta cultura, suplantado por Índia e China (Figura 09), ocupando hoje, a posição de pequeno exportador de óleo e seus derivados (RAMOS et al., 2006). A diminuição da produção brasileira ocorreu devido a uma série de fatores estruturais e conjunturais, internos e externos, que levaram à redução significativa na área plantada e no volume da produção (AZEVEDO e LIMA, 2001, apud BELTRÃO et al, 2003). Figura 09 - Maiores produtores de mamona em 2005 (FAO, 2006, apud RAMOS et al., 2006) A região Nordeste é responsável por 94% da área plantada ( ha) com a cultura de mamona no país e por 87% da produção nacional de bagas t. O Estado da Bahia é o maior produtor, com uma média de 79% da produção regional t. (IBGE, 2004, apud CARAMORI et at., 2006).

40 Versatilidade da mamona O mercado para a ricinoquímica no Brasil é pequeno e com poucos compradores, de forma que qualquer pequeno excesso de oferta causa grande queda no preço. (AZEVEDO e LIMA, 2001, apud BELTRÃO et al, 2003). Com a possibilidade do óleo da mamona ser matéria-prima para a produção de biodiesel, há grande possibilidade do amplo retorno ao plantio e exploração desta oleaginosa no Brasil, em especial na Região Nordeste. O óleo da mamona é especial para produção de biodiesel em função das suas características singulares, entre elas: maior densidade, solubilidade em álcool, cerca de 5% de oxigênio a mais na molécula, bem como seus novos usos na química fina, com mais de 700 produtos manufaturados, e a cada dia surgem novos produtos (BELTRÃO et al, 2003). RAMOS et al. (2006) reforçam a idéia de BELTRÃO et al. (2003) afirmando que a cadeia produtiva da mamona inicia-se com a matéria-prima e termina com a disponibilização de vários produtos industrializados, passando por intermediários de comercialização e distribuição, assim como pelas indústrias extratoras de óleo, química e de derivados. O mercado de mamona se concentra, principalmente, na compra em baga e em caroço, sendo o óleo o ponto chave da cadeia, com cotações controladas pelo mercado internacional (Rotterdam). Os altos valores resultam da possibilidade de fabricação de múltiplos produtos, como: lubrificantes para motores de alta rotação, anilinas, corantes, colas, aderentes, defensivos, vernizes, nylon, próteses, plásticos, entre outros. Também a baixa disponibilidade no mercado internacional favorece o aumento na cotação. A Figura 10 mostra algumas possibilidades e versatilidade da mamona. Numa cadeia cheia de oportunidades e opções de rotas comerciais, industriais e tecnológicas, facilmente se observa, no fluxograma, duas etapas bem definidas: a agrícola e a industrial. A etapa agrícola começa desde o desenvolvimento da cultura até a disponibilização das sementes para a indústria. A etapa industrial é caracterizada pela produção do óleo e seus derivados, destacando-se o biodiesel e de produtos mais sofisticados como isolados protéicos. É importante observar a integração entre essas etapas, não esquecendo o grande valor da parte comercial, representada principalmente pelo processo de exportação.

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