Comparação econômica entre os métodos de secagem de madeira ao ar livre e em estufa solar

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1 AGRÁRIA Revista Brasileira de Ciêcias Agrárias ISSN (o lie) v.7, suplemeto, p , 212 Recife, PE, UFRPE. DOI:1.539/agraria.v7isa1986 Protocolo /12/211 Aprovado em 12/6/212 Diego M. Stagerli 1 Rafael R. de Melo 1 Elio J. Satii 2,4 Sidey A. Cordeiro 3 Comparação ecoômica etre os métodos de secagem de madeira ao ar livre e em estufa solar RESUMO Obetivou-se aalisar, com este estudo, os custos, viabilidade e as potecialidades de dois métodos de secagem de madeira ao ar livre e em estufa solar, avaliado-se a ifluêcia do tempo de secagem da matéria-prima os custos e, por coseguite, os lucros do processo produtivo. Para tato foram cosiderados os custos de implatação e operação, tal como também o tempo dispedido o processo de secagem da madeira em estufa solar e ao ar livre, ambos com capacidade de um m 3 de madeira serrada. De posse dos custos e dos redimetos obtidos pela simulação do fucioameto de cada uma das uidades experimetais de secagem, determiaram-se: valor presete de custo e de receita; valor presete líquido; custo médio de produção; relação beefício x custo; beefício periódico equivalete; taxa itera de retoro e aálise de sesibilidade em fução da variação da taxa de uros. Costata-se, com base os resultados obtidos, que tato o processo de secagem em estufa solar quato ao ar livre apresetam viabilidade ecoômica; apesar disto, a simulação desevolvida para a secagem em estufa solar apresetou melhores idicadores fiaceiros, torado-se meos sesível às variações as taxas de uros. Palavras-chave: idustrialização florestal, relação beefício x custo, taxa itera de retoro, viabilidade ecoômica 1 Uiversidade Federal do Mato Grosso, Istituto de Ciêcias Agrárias e Ambietais, Aveida Alexadre Ferroato, 12, Distrito Idustrial, CEP 7855-, Siop-MT, Brasil. Foe: (66) Fax: (66) diego_stagerli@yahoo.com.br; rrmelo2@yahoo.com.br 2 Uiversidade Federal de Sata Maria, Cetro de Ciêcias Rurais, Departameto de Ciêcias Florestais, Av. Roraima, 1 - Campus Uiversitário, Prédio 44, Sala 5218, Laboratório de Produtos Florestais, Camobi, CEP , Sata Maria- RS, Brasil. Foe: (55) Ramal 27. Fax: (55) esatii@gmail.com 3 Uiversidade Federal do Piauí, Campus Professora Ciobelia Elvas, BR 135, Km 3, Plaalto Horizote, CEP 649-, Bom Jesus-PI, Brasil. Foe: (89) Fax: (89) sideyufv@yahoo.com.br 4 Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq Ecoomic compariso betwee wood - air dryig process ad solar kil ABSTRACT The preset study aims to aalyse the costs, feasibility ad potetial of two methods of dryig wood air dryig ad solar kil, assessig the ifluece of dryig time of raw material i costs ad cosequetly i profits of the productio process. For this, the costs of implemetatio ad operatio as well as time spet i the process of wood dryig were cosidered for two experimetal prototypes, solar kil ad air dryig, both with a capacity of oe m 3 of timber. Based o cost data ad icome obtaied by simulatio of the operatio of each experimetal uit of wood dryig were determied: preset value of cost ad reveue; et preset value; mea productio cost; beefit x cost ratio; equivalet aual beefit; iteral rate of retur; sesitivity aalysis due to the variatio of iterest rates. Based o the results obtaied, from the established criteria, it appears that both dryig processes have ecoomic viability. However, the simulatio developed for the solar kil showed better fiacial idicators, beig less sesitive to chages i iterest rates. Key words: idustrializatio forest, beefit x cost rate, iteral rate of retur, ecoomic viability

2 D. M. Stagerli et al. 851 Itrodução Detre os métodos covecioais de secagem amplamete empregados, verificam-se vatages e desvatages particulares que os caracterizam. A secagem ao ar livre, por exemplo, apesar de ão ecessitar de alto ivestimeto iicial, tem o icoveiete de se realizar em um logo período de tempo e apresetar altos uros sobre o capital; outra desvatagem da secagem ao ar livre se refere ao teor de umidade fial visto que, dificilmete, alcaça ídices abaixo da umidade de equilíbrio do ambiete em que se realiza o processo. Por sua vez, a secagem em estufa covecioal é um processo que apreseta cotrole total das variáveis ambietais possibilitado uma redução do tempo de secagem além de otimização do cotrole da qualidade da madeira. Etretato, este processo é caracterizado por utilizar temperaturas elevadas (45-9ºC) as quais ão são apropriadas para madeiras de difícil secagem devido à maior icidêcia de defeitos. Além disto, apreseta altos custos de ivestimeto e de mauteção o que ocasioa certa restrição de seu emprego para secagem de madeiras em pequea e média escala (Stagerli, 29). Visado ao desevolvimeto de um método itermediário etre a secagem ao ar livre e em estufa covecioal surgiram, etre o fim da década de 5 e o iício da década de 6, os primeiros estudos do emprego de estufas solares para secagem de madeira serrada (Troxell & Mueller, 1968). Para possibilitar a competição etre os métodos de secagem solar e ao ar livre, os custos para costrução dos secadores solares devem ser os meores possíveis. Neste setido é coveiete que seam empregados modelos facilitadores do processo costrutivo e materiais de fácil obteção com preços acessíveis, desde que esses valores iferiores ão sigifiquem a sua falta de qualidade (Satii, 1981). O pricípio da secagem em estufa solar é de que o método sea de baixo custo operacioal e apresete cotrole das codições de secagem. A estufa solar é composta, basicamete, de estrutura de madeira e cobertura trasparete ou traslúcida, de modo a favorecer a icidêcia dos raios solares o iterior da câmara. Seu fucioameto se dá por meio de um sistema de coleta da eergia solar para o aquecimeto do ar e um sistema de distribuição do ar aquecido (Satii, 1981; Stagerli, 29). Segudo Klitzke (25) a secagem da madeira é fudametal o processo produtivo sedo resposável por grade parte do valor agregado ao produto fial mas é, também, uma das ações que mais cotribuem os custos o processo de trasformação, razão porque a busca de maior eficiêcia o processo de secagem deve ser procurada. Cosiderado o custo de matéria-prima e que perdas de madeira represetam baixo aproveitameto do recurso, a codução do processo de secagem, ao ar livre ou por estufas, deve ser plaeada e executada cuidadosamete para que se obteha êxito, em especial quato à qualidade do produto fial (Oladoski et al., 1998). Detre outros fatores a importâcia da secagem pode ser quatificada devido ao seu cosumo eergético, em que se gastam cerca de 7% da eergia requerida para idustrialização da madeira (Medes, 1985). Isto implica que em tal processo é dispedido o maior volume de custos referete à fase de beeficiameto da madeira. Desta maeira, estudos detalhados dessa fase, em couto com alterativas que visem à redução dos custos, podem resultar em gahos satisfatórios para o setor idustrial. Como parte essecial do processo produtivo o setor madeireiro, a secagem tem grade represetatividade em termos de imobilização de matéria-prima e capital, além dos custos do processo. A imobilização de matéria-prima se dá em fução do tempo de secagem da madeira e de capital quado a madeira permaece logos períodos o pátio de estocagem ou, aida, em cosequêcia da aquisição de istrumetos, equipametos e cotratação de mão-de-obra. Referete aos custos, a operação de secagem é cara se comparada a outros processos produtivos podedo represetar 5% dos custos para beeficiameto de madeira (Oladoski et al., 1998). A aálise ecoômica permite audar a tomada de decisões, fixação de preços e determiação das escolhas etre as soluções alterativas sobre a produção ou ovas implatações. Os custos de produção possuem grade peso em uma orgaização visto que esses custos há vários fatores passíveis de cotrole, determiates a composição do preço de veda do produto (Boduelle, 1997). Neste setido obetivou-se, com este estudo, aalisar os custos, viabilidade e as potecialidades de dois métodos de secagem de madeiras estufa solar e ao ar livre, avaliado-se a ifluêcia do tempo de secagem da matéria-prima os custos e, por coseguite, os lucros do processo produtivo. Material e Métodos Custos de implatação Os custos de implatação são referetes à costrução de secadores, os quais são variáveis de acordo com os materiais e a mão-de-obra (Satii, 1981). Os materiais ecessários e sua quatidade, foram obtidos por meio da costrução de protótipos experimetais realizados por Stagerli (29) para secagem solar e ao ar livre, ambos com capacidade para secagem de um m 3 de madeira serrada. Os valores médios dos produtos e da mão-de-obra, ecessários para a produção dessas uidades experimetais foram obtidos por meio de cosulta ao comércio local o muicípio de Sata Maria, RS. Os materiais ecessários e seus respectivos valores podem ser observados as Tabelas 1 (secagem em estufa solar) e 2 (secagem ao ar livre). Custos de operação No caso da estufa solar existe um custo de operação referete ao cosumo de eergia elétrica pelo vetilador de,5 hp. Tal aparelho permaece em fucioameto o período de maiores temperaturas detro da estufa, acima de 25ºC, o qual pode ser estimado como 1 h de fucioameto por dia. O cosumo de eergia médio do aparelho foi estimado em,3725 kw h -1 ; logo, para um dia de fucioameto seriam gastos 3,725 kw. Cosiderado o custo médio da eergia elétrica o Estado do Rio Grade do Sul (,27 R$ kw -1 ) seria gasto aproximadamete 1, R$ dia -1 de fucioameto, o que resultaria em um gasto aual aproximado de 36, R$. A maior parte dos materiais utilizados as uidades experimetais ecessita ser substituída com o passar dos aos. Rev. Bras. Ciêc. Agrár. Recife, v.7, suppl., p , 212

3 852 Comparação ecoômica etre os métodos de secagem de madeira ao ar livre e em estufa solar Tabela 1. Materiais e custos ecessários para a produção de uma uidade experimetal de estufa solar com capacidade de 1 m 3 de madeira serrada Table 1. Materials ad costs required to produce oe experimetal uit of solar kil with a capacity of 1 m 3 of saw wood Tabela 2. Materiais e custos ecessários para a produção de uma uidade experimetal para secagem ao ar livre com capacidade de 1 m 3 de madeira serrada Table 2. Materials ad costs required to produce oe experimetal uit for air dryig with a capacity of 1 m 3 of saw wood Tabela 3. Tipo de material utilizado a produção das uidades experimetais para secagem e seu tempo de vida útil Table 3. Type of material used i the productio of experimetal uits for dryig ad its lifetime Com relação à vida útil de algus dos materiais utilizados, foram cosideradas sugestões apresetadas por Satii (1981) Tabela 3. Sea para estufa solar ou para secagem ao ar livre, seria oportuo um operador para empilhameto e retirada das peças de madeira, após a secagem; todavia, um úico operador seria suficiete para mauteção de mais de uma uidade. Neste caso, serão cosiderados cerca de 1 / 4 do salário míimo mesal mais impostos, para cada uidade, o que foi estipulado como 255, R$ mesais ou aproximadamete 3.6, R$ auais. Tempo de secagem Quato ao tempo de secagem foram utilizadas estimativas obtidas em estudos realizados por Stagerli (29) com a secagem de três diferetes espécies de Eucalyptus, utilizado-se tábuas de madeira com aproximadamete 2,5 cm de espessura. Os estudos foram desevolvidos o muicípio de Sata Maria, localizado a Região Cetral do Estado do Rio Grade do Sul. Ao comparar os métodos de secagem ao ar livre e em estufa solar, o autor cocluiu que para a região citada os períodos favoráveis (primavera/verão) o tempo médio de secagem foi de 2 dias para estufa solar e de 4 dias para secagem ao ar livre, equato os períodos desfavoráveis (outoo/ivero), os tempos de secagem observados foram, em média, de 3 e 75 dias para estufa solar e secagem ao ar livre, respectivamete. Valores da madeira seca Coforme apresetado ateriormete, o custo da madeira serrada seca foi estimado em cerca de 5, R$ m -3. Stagerli et al. (29) destacam que mesmo os períodos mais favoráveis, cosiderado-se uma margem de tempo aceitável, a qualidade da madeira seca ao ar livre é iferior àquela seca em estufa elétrica ou mesmo solar visto que, para este caso, dificilmete a madeira atige o teor de umidade fial deseado. Com base em tal afirmativa cosiderou-se, este trabalho, que peças de madeira seca em estufa solar apresetariam o custo de 5, e de 45, R$ m -3 quado seca ao ar livre. O custo médio de peças de madeira serrada úmida foi de cerca de 3, R$ m -3. Deste modo cosideraram-se, como lucro líquido do processo de secagem, os valores de 2, e 15, R$ m -3 de peças secas em estufa solar e ao ar livre, respectivamete. Rev. Bras. Ciêc. Agrár. Recife, v.7, suppl., p , 212

4 D. M. Stagerli et al. 853 Aálise dos resultados Ambos os proetos foram avaliados cosiderado-se a taxa de uros de 8% ao ao. De posse dos custos (de istalação e de operação) e dos redimetos obtidos pela simulação do fucioameto das uidades experimetais, utilizaram-se critérios para aálise ecoômica de proetos, sugeridos por Rezede & Oliveira (28): a) Valor Presete de Custos (VPC) VPC= C i ( ) b) Valor Presete de Receitas (VPR) VPR = R i c) Valor Presete Líquido (VPL) ( ) VPL= VPR VPC d) Custo Médio de Produção (CMPr) CM Pr = CT ( i) PT ( i) e) Relação Beefício x Custo (R (i) ) R () = i VPR VPC f) Beefício Periódico Equivalete (BPE) ( ) ( ) t VPL i 1 i BPE = 1 + t i 1 ( ) g) Taxa Itera de Retoro (TIR) TIR = R ( TIR) = C TIR t ( ) em que: R - valor atual das receitas C - valor atual dos custos i - taxa de uros - período em que a receita ou custo ocorre - úmero máximo de períodos CT - custo total PT - produção total t - úmero de períodos de capitalização Para auxiliar a aálise dos resultados foi realizada, aida, uma aálise de sesibilidade, com a qual se variou a taxa de uros, visado idetificar sua ifluêcia os resultados do valor presete líquido (VPL) para cada uidade experimetal cosiderado-se um período de cico aos após sua implatação. Sedo assim, as variáveis foram avaliadas em fução da variação a duração dos proetos e em fução da variação a taxa de uros. Resultados e Discussão Os custos, receitas e o saldo líquido do processo de secagem em estufa solar e ao ar livre, podem ser observados a Tabela 4. Quato ao valor presete de custos (VPC) a estufa solar apresetou valores mais elevados pois sua cocepção costrutiva é mais especializada quado comparada ao ar livre e exige um volume maior de materiais. Ao logo dos aos e por sua maior velocidade a secagem, a estufa solar também apreseta maior demada da matéria-prima (madeira serrada) o que também proporcioa o aumeto dos custos de operação. Em virtude disto, o valor presete de receitas (VPR) e o líquido (VPL) também se apresetam superiores para esse método, resultado de um volume maior de madeira seca produzida. De acordo com os resultados apresetados, a estufa solar é viável ecoomicamete a partir do 2º ao do proeto, quado apreseta valores positivos para o VPL (VPL= R$ 2.2,88); á a secagem ao ar livre se apreseta viável ecoomicamete mas só a partir do 3º ao (VPL= R$ 736,21). Coforme mecioado por Rosso (26) a secagem ao ar livre depede das codições atmosféricas, razão pela qual o tempo é relativamete logo, o que represeta maiores custos. Ressalta-se também que este processo ão pode ser cotrolado resultado em defeitos que podem desqualificar a madeira para a maioria dos usos. De acordo com Satii (1984) o muicípio de Sata Maria, RS, a madeira exposta à secagem ao ar livre durate o período de meores isolações (outoo/ivero), dificilmete alcaçaria teores de umidade aceitáveis para o uso, uma vez que a média do teor de umidade de equilíbrio é de 17,5%. No caso da secagem em estufa solar, Bod (26) afirma que os meses mais quetes (verão) é possível secar madeira até um teor de umidade fial de 8 a 1%. O beefício periódico equivalete (BPE) coverte os fluxos de caixa líquidos em uma série equivalete de valores iguais e, em geral, auais. Para a secagem em estufa solar o BPE mostrou-se positivo a partir do segudo ao de operação o que só veio a ocorrer o terceiro ao para secagem ao ar livre (Figura 1). Quato ao volume de madeira seca por uidade experimetal (V o ) observa-se que á o primeiro ao a estufa solar proporcioa mais que o dobro do estimado em relação à secagem ao ar livre, proporção que permaece até o vigésimo quito ao (Tabela 5). Este eveto ocorre pricipalmete em virtude das codições ambietais do local de estudo, o muicípio de Sata Maria, RS, em que os meses meos favoráveis a velocidade da secagem ao ar livre é mais leta. A dimiuição o tempo de secagem provoca uma redução de 25 a 5% o cosumo de eergia que, aliado a outros fatores, como uros, retoro de ivestimeto e taxas, resulta a dimiuição dos custos de secagem (McMille & Wegert, 1978). Ao térmio da simulação, isto é, aos vite e cico aos, o volume seco ao ar livre seria apeas 46% daquele obtido pela estufa solar. Esses resultados estão de acordo com Read Rev. Bras. Ciêc. Agrár. Recife, v.7, suppl., p , 212

5 854 Comparação ecoômica etre os métodos de secagem de madeira ao ar livre e em estufa solar Tabela 4. Valores presetes de custos (VPC), receitas (VPR) e líquido (VPL), para as uidades experimetais de secagem solar e ao ar livre com capacidade de 1 m 3 ao logo de 25 aos Table 4. Preset values of cost (PVC), reveue (PVR) ad et (NPV) for the experimetal uits of solar kil ad air dryig with a capacity of 1 m 3 of saw wood over 25 years Figura 1. Beefício periódico equivalete (BPE) obtido para uidades experimetais de secagem solar e ao ar livre com capacidade de 1 m 3 de madeira, ao logo de 25 aos Figure 1. Equivalet aual beefit (BPE) obtaied for experimetal uits of solar kil ad air dryig with a capacity of 1 m 3 of saw wood over 25 years et al. (1974), Sharma et al. (1974), Bois (1977) e Gough (1977) que afirmam que o tempo de secagem em estufa solar é aproximadamete duas vezes mais rápido que o verificado a secagem ao ar livre, cosiderado madeiras com espessura de 25 mm similar à utilizada para obteção das estimativas. Embora os custos de implatação do secador solar teham sido aproximadamete três vezes maiores para estufa solar (R$ 2.1,) quado comparada ao ar livre (R$ 681,) ao térmio do primeiro ao de operação, o custo médio de produção (CMPr) do primeiro foi iferior ao segudo, o que pode ser atribuído ao volume produzido. Verificou-se, porém, uma iversão de tedêcia a partir do décimo primeiro ao de operação das uidades (Tabela 5). Nos dez primeiros aos da implatação a estufa solar, mesmo com o elevado custo de implatação (quado comparado ao ar livre), apresetou um custo meor de produção; a partir deste período a base para secagem ao ar livre obteve os meores custos, passível de ser explicado pelo fim da vida útil e da cosequete substituição de uma gama de materiais (plástico PVC, tiolos, vetilador, madeira, compesado etc.) utilizados a estufa solar. Ao térmio do ciclo de 25 aos os custos de produção foram reduzidos de 63,18 para 17,6 R$ m -3 (63%) em estufa solar e de 77,84 para R$ 16,7 R$ m -3 (79%) em secagem ao ar livre. Tal resultado se ustifica em razão de que o aumeto do volume de produção acarreta redução dos custos fixos uitários para istalação, o que ão ocorre com os custos viculados à operação das uidades (Pidyck & Rubifeld, 1994). Este comportameto também refletiu a relação beefício x custo (R (i) ), que o primeiro ao, apresetou, para a secagem ao ar livre, uma relação equivalete a 75% da secagem solar e o ultimo ao de istalação este percetual passou para 95%; etretato, com tedêcia de estabilização. Logo, mesmo para um horizote de logo tempo, o retoro do ivestimeto por meio da secagem solar seria superior ao da secagem ao ar livre. A R (i) apresetou-se superior para a estufa solar em comparação com a secagem ao ar livre, em que os maiores valores (1,5) foram verificados a partir do 23º ao, demostrado que as receitas superam os custos em 5%; para a secagem ao ar livre e o mesmo período, o valor da R (i) foi de 1,42. A TIR é a taxa à qual o VPL é igual a ; desta forma, idica a máxima taxa de mercado que um proeto suporta. A Rev. Bras. Ciêc. Agrár. Recife, v.7, suppl., p , 212

6 D. M. Stagerli et al. 855 Tabela 5. Volume de madeira seca produzida (V o ), custo médio de produção (CMPr) e relação beefício x custo (R (i) ) para as uidades experimetais de secagem solar e ao ar livre com capacidade de 1 m 3, ao logo de 25 aos Table 5. Volume of dry wood produced (V o ), the mea productio cost (CMPr) ad beefit x cost ratio (R (i) ) for the experimetal uits of solar kil ad air dryig with a capacity of 1 m 3 of saw wood over 25 years Quato à aálise de sesibilidade verifica-se que a secagem em estufa solar é meos sesível às variações a taxa de uros, apresetado valores egativos de VPL a partir de taxas de uros acima de 8%. Por sua vez, para a secagem ao ar livre os valores egativos de VPL ocorrem atecipadamete, a partir de 46% (Figura 2). Coclusões Figura 2. Aálise de sesibilidade a taxas de uros para o valor presete líquido (VPL) das uidades experimetais de secagem solar e ao ar livre, com capacidade de 1 m 3 de madeira ao logo de 25 aos Figure 2. Aalysis of sesitivity to iterest rates for the et preset value (NPV) of experimetal uits of solar kil ad air dryig with a capacity of 1 m 3 saw wood over 25 years TIR apresetada foi de 35,18% (ar livre) e 66,21% (solar), cosiderado-se um proeto com horizote de 25 aos. Para os dois casos, a TIR obtida foi maior que a taxa de descoto utilizada que, o caso, foi de 8% ao ao, sigificado que o proeto é viável, deste poto de vista. Embora o custo de istalação de um secador solar sea aturalmete mais elevado que o da secagem ao ar livre e se cosiderado o meor tempo de secagem, o teor de umidade fial e os percetuais de defeitos de secagem, a secagem solar se tora mais ecoômica em regiões climáticas pouco favoráveis à secagem ao ar livre (Satii, 1981; Stagerli et al., 29). Ambos os métodos de secagem da madeira apresetam viabilidade ecoômica, de acordo com os critérios utilizados. A estufa solar apresetou melhores idicadores fiaceiros, sedo meos sesível às variações as taxas de uro. Literatura Citada Bois, P. J. Costructig ad operatig a small solar-heated lumber dryer. Madiso: USDA Forest Service, p. Bod, B. Desig ad operatio of a solar-heated dry kil. Blacksburg: Virgiia Tech p. Boduelle, G. M. Avaliação e aálise dos custos da má qualidade a idústria de paiéis de fibras. Floriaópolis: Uiversidade Federal de Sata Cataria, p. Tese Doutorado. < idex.html>. 5 Abr Gough, D. K. The desig ad operatio of a solar timber kil. Suva: Departmet of Forestry, p. Klitzke, R. J. Maual de secagem de madeira. Curitiba: UFPR, p. McMille, J. M.; Wegert, E. M. Dryig easter hardwood lumber. Madiso: Forest Products Laboratory, p. Rev. Bras. Ciêc. Agrár. Recife, v.7, suppl., p , 212

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