CARVÃO VEGETAL E SUAS PROPRIEDADES

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1 CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA PAULA SOUZA FACULDADE DE TECNOLOGIA DE PIRACICABA FATEC GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIA DE BIOCOMBUSTÍVEIS CARVÃO VEGETAL E SUAS PROPRIEDADES ARIANE GALVAN JEREMIAS BLANCO ROBLEDO RICARDO STELLA SGARBIERO PIRACICABA MAIO DE 2011

2 ARIANE GALVAN JEREMIAS BLANCO ROBLEDO RICARDO STELLA SGARBIERO CARVÃO VEGETAL E SUAS PROPRIEDADES Trabalho de graduação apresentado à FATEC como requisito parcial oficial à obtenção do título de graduado em tecnologia de biocombustíveis. Orientador: Prof. Dr. Luis Fernando Sanglade Marchiori. PIRACICABA MAIO DE 2011

3 ii Ficha catalográfica Galvan, Ariane; Robledo, Jeremias Blanco; Sgarbiero, Ricardo Stella CARVÃO VEGETAL E SUAS PROPRIEDADES/ Ariane Galvan, Jeremias Blanco Robledo, Ricardo Stella Sgarbiero ; orientador Luis Fernando Sanglade Marchiori. - - Piracicaba, 2011 p. 68 Trabalho de Graduação (Graduação Tecnologia) Faculdade de Tecnologia de Piracicaba Centro de Educação Tecnológica Paula Souza. 1. Carvão Vegetal 2. Propriedades 3. Marchiori, Luis Fernando Sanglade orientador Título

4 iii FOLHA DE APROVAÇÃO Data da defesa: 17 de junho de 2011 Resultado: Trabalho de graduação apresentado à FATEC como requisito parcial oficial à obtenção do título de graduado em tecnologia de biocombustíveis. BANCA EXAMINADORA Prof. Dr. Luis Fernando Sanglade Marchiori FATEC Piracicaba Prof. Ms. Alexandre Witier Mazzonetto FATEC Piracicaba Prof. Tadeu A. Marques FATEC Piracicaba

5 iv DEDICATÓRIA Dedico à comunidade científica, pois informações são sempre bem vindas para os atuais e futuros pesquisadores. Ao meu avô, herói e pai, sempre presente em todas as horas da minha vida. Ariane Galvan

6 v AGRADECIMENTOS Ao Sr. Airton Barbosa que muito nos ajudou fornecendo material para nosso trabalho. Ariane Galvan A minha noiva Patricia por me apoiar em todos os momentos. Ao meu tio Airton Barbosa por nos ajudar fornecendo os livros da biblioteca da USP. Ricardo Stella Sgarbiero Aos meus pais que sempre me apoiaram em toda minha vida. Jeremias Blanco Robledo

7 vi RESUMO No cenário atual, onde fontes renováveis de energia são muito comentadas em todo o mundo, está inserido o carvão vegetal, um resíduo sólido resultante da carbonização da madeira e também uma alternativa ao uso do carvão mineral, altamente poluente. A crescente preocupação com o futuro da humanidade vem trazendo a busca por informações sobre os combustíveis renováveis. No Brasil o sistema de produção de carvão é muito antigo e ultrapassado, apesar de existirem novas tecnologias. Neste contexto o presente trabalho teve como objetivo fazer uma revisão bibliográfica sobre o carvão vegetal, suas propriedades, e o modo como é produzido. Ao analisar a bibliografia existente, foi encontrado pouco material relevante e atualizado nesta busca por conhecimento.

8 vii ABSTRACT Nowadays, renewable sources of energy are very mentioned in the whole world, and charcoal is inserted. The charcoal is a solid residue a result of wood s carbonization, and an alternative for the use of coal, which is very harmful for the environment. The growing worry with the future of the planet has been bringing the search for informations about renewable fuels. In Brazil, the charcoal production system is very old and outdated, although there are new technologies. In this context, the current study aimed to do a review about charcoal, its propertie, and how it is produced. Analyzing the existing bibliography, the material found wasn't much updated and relevat in the search of knowledge.

9 viii LISTA DE FIGURAS Figura 1 Disposição da madeira no cupim...34 Figura 2 Disposição da madeira no topo do cupim...35 Figura 3 Escada para acesso ao topo do cupim...35 Figura 4 Toque de fogo no cupim...36 Figura 5 Inserção de mais material combustível no cupim...36 Figura 6 Fumaça azulada saindo pelos orifícios superiores...37 Figura 7 Fumaça saindo pelos orifícios inferiores do cupim...38 Figura 8 Barreira de madeira para impedir o fechamento dos orifícios...38 Figura 9 Colapsamento do cupim...39 Figura 10 Cupim coberto com polvorão...40 Figura 11 Colheita do carvão...41 Figura 12 Carvão sendo coberto com polvorão...41 Figura 13 Carvão sendo ensacado...42 Figura 14 Carvão ensacado...42 Figura 15 Rampa de acesso ao fundo do forno...43 Figura 16 Disposição dos tijolos no interior do forno...44 Figura 17 Inclinação dos tijolos no nível do solo...44 Figura 18 Forno em formato de hemisfério (construção)...45 Figura 19 Forno em formato de hemisfério (concluído)...45 Figura 20 Porta do forno...46 Figura 21 Porta do forno fechada com tijolos e barro...47 Figura 22 Fumaça saindo pelas chaminés...47 Figura 23 Fumaça azulada saindo pelas chaminés...48 Figura 24 Forno de superfície...49 Figura 25 Fumaça saindo pelos buracos inferiores...50 Figura 26 carvão colhido...50 Figura 27 Forno metálico portátil...51 Figura 28 Madeira disposta no interior do forno...51 Figura 29 Toque de fogo...52 Figura 30 Fumaça saindo pelos orifícios superiores...53

10 ix LISTA DE TABELAS Tabela 1 Influência da temperatura de carbonização sobre a Reatividade do carvão...27 Tabela 2 Relação entre densidade da madeira e densidade aparente relativa do carvão...29 Tabela 3 Influência da temperature de carbonização sobre a densidade aparente, verdadeira e porosidade total do carvão...30 Tabela 4 Composição elementar do carvão vegetal e rendimento em relação à madeira seca em função da temperatura de carbonização...31 Tabela 5 Variação da composição do carvão e rendimento em função da temperatura de carbonização...31 Tabela 6 Influência da temperatura de carbonização sobre o limite de resistência à compressão...32 Tabela 7 Gases liberados durante a carbonização...61

11 SUMÁRIO Dedicatória...iv Agradecimentos...v Resumo...vi Abstract...vii Lista de figuras...viii Lista de tabelas...ix Introdução...12 Objetivos Revisão de literatura Aspectos gerais da produção e consumo de carvão vegetal no Brasil Aspectos sócio-ambientais da produção de carvão vegetal no Brasil Qualidade do carvão vegetal Características do carvão vegetal Poder calorífico Porosidade Higroscopicidade Inflamabilidade Reatividade Friabilidade Densidade Composição química Resistência mecânica Formas de produção Cupim (meda vertical ou balão) Forno de alvenaria subterrâneo Forno de alvenaria ar livre Forno metálico portátil Retortas Forno de encosta Processo de carbonização Produtos obtidos na pirolise ou carbonização controlada Rendimentos...60

12 5 Recomendações importantes para a produção Resultados e discussão Considerações finais Referencias bibliográficas...67

13 12 INTRODUÇÃO Nos últimos anos, o crescimento populacional, o avanço tecnológico e a crise dos combustíveis fósseis aumentaram a pressão sobre a flora nativa de muitas regiões, em diferentes partes do mundo, incluindo o Brasil, nas mais variadas formas, com destaque para a produção de lenha e de carvão vegetal. Como a exploração, de modo geral, vem ocorrendo de forma irracional, sem atender a qualquer regime de manejo, cresce a preocupação com o uso indiscriminado das florestas, que poderá gerar, como conseqüência, o aparecimento de grandes áreas degradadas (Oliveira et al, 2006). A produção brasileira de carvão vegetal é obtida na maioria das vezes através de fornos de alvenaria, conhecidos também como fornos de superfície (ou comumente chamados fornos de rabo quente ) são os de operação mais fácil e com baixo custo para serem confeccionados. Apesar das tecnologias atuais disponibilizarem equipamentos que aumentam os rendimentos e ainda reaproveitam os compostos desprendidos da madeira no processo, os carvoeiros não procuram estas tecnologias, pois tem um custo mais elevado que os fornos de alvenaria, e eles consideram a atividade carvoeira como um complemento de renda e não como um empreendimento. O uso de fontes renováveis é importante, atualmente o mundo está se preocupando mais com questões ambientais, portanto é de grande importância estudos que incentivem o uso de fontes de energia renováveis e que melhorem as técnicas de obtenção destas fontes. Neste trabalho serão apresentados os aspectos comerciais e sócio-ambientais do uso de carvão vegetal, suas características e formas de produção. As técnicas atuais da confecção do carvão vegetal são muito antigas e não se adéquam aos objetivos mundiais de preservação do ambiente e não há o aproveitamento de toda energia possível de ser recuperada contida na madeira. Grande parte dos trabalhadores envolvidos na fabricação do carvão vegetal vivem em condições precárias, quase que em uma forma de escravidão, estas situações são possíveis pela falta de regulamentação dos carvoeiros, já que não há fiscalização impedindo tais formas de exploração do homem.

14 13 OBJETIVOS Este estudo visou analisar as formas de produção de carvão vegetal e suas propriedades através de referências bibliográficas. Ainda, os aspectos comerciais e sócio-ambientais relacionados ao uso do carvão atualmente no Brasil.

15 14 1. REVISÃO DE LITERATURA 1.1 Aspectos gerais da produção e consumo de Carvão Vegetal no Brasil O Brasil é o maior produtor de carvão vegetal, e é também o único país do mundo a utilizar o carvão em larga escala como insumo industrial. Estima-se que o país produza anualmente cerca de 24 milhões de metros cúbicos de carvão vegetal, sendo mais de 70% desta produção oriunda de florestas plantadas (MEIRA, 2002). Mesmo com a redução do consumo nos últimos anos, o carvão vegetal ainda possui uma posição de grande importância na economia brasileira em especial para Minas Gerais, principal Estado produtor e consumidor. Ocupa posição de destaque no setor siderúrgico, pois contribui para a produção de ferrogusa, aço e ferro-ligas. O carvão vegetal está intimamente ligado à siderurgia, a qual consome 82% de sua produção. Além da indústria siderúrgica, o carvão vegetal também participa como substituto do óleo combustível nas caldeiras e nos fornos de combustão da indústria de cimento e de materiais primários (TRUGUILHO et al, 2005). O segmento cimenteiro vem substituindo de modo crescente o óleo combustível pelo carvão; passou de 3% para 11% do consumo de carvão vegetal e os setores residenciais e comerciais correspondem a 9% (STUMPF 2007 apud VIGANÓ, 2008). O carvão vegetal é produzido a partir da madeira pelo processo de carbonização ou pirólise lenta. (MEIRA, 2002). Segundo Gomes e Oliveira (1982), a madeira sofre um processo de carbonização quando aquecida em ausência parcial de oxigênio, em temperaturas acima de 300 C, desprendendo vapor d água, líquidos orgânicos e gases não condensáveis, ficando como produto o carvão. A produção de carvão vegetal é o mais antigo processo de transformação química para a utilização da madeira.

16 15 Segundo Brito (1990b), a prática de produção de carvão ainda é primitiva e o controle operacional dos fornos de carbonização é pequeno, exercitando-se muito pouco o controle qualitativo e quantitativo na sua produção. Além disso, a tecnologia empregada descarta, através da emissão de gases, milhares e milhares de toneladas de componentes químicos, pois no processo de carbonização aproveitam-se apenas de 30 a 40% da madeira na forma de carvão vegetal. Segundo Meira (2002), é necessário que haja mais pesquisas sobre carvão vegetal, uma vez que esta é uma boa alternativa energética, servindo para diversas atividades como produção siderúrgica, uso doméstico e possível substituto dos derivados do petróleo e em outras destinações industriais e rurais. A produção de carvão vegetal no Brasil é de significativa importância econômica e se desenvolve basicamente de duas maneiras: tradicional, empregando lenha de floresta nativa, cortada para transformação em áreas agrícolas; e moderna,carbonizando lenha de floresta plantada (Nogueira & Lora, 2003 apud SILVA et al, 2007). Brasil. 1.2 Aspectos Sócio-ambientais da Produção de Carvão vegetal no É necessário lembrar que a produção de carvão vegetal é primitiva ainda no Brasil. A atividade carvoeira é para muitos pequenos produtores uma oportunidade única para complementação de renda e a preocupação com a subsistência geralmente é prioritária em relação às questões ambientais. O carvoeiro não tem perspectiva, não está organizado, e em geral fica a mercê do intermediário. Muitos deles trabalham sem registro profissional e eles também não têm acesso aos equipamentos básicos de proteção individual para o desenvolvimento do seu trabalho, tais como botinas, chapéus, luvas e máscaras (PRADO,1999, apud MEIRA, 2002).

17 16 Falar em custos dos acidentes quando os mesmos envolvem vidas humanas parece piada de humor negro. A vida e a integridade física de uma pessoa são coisas que não se pagam. Contudo, além das lamentáveis perdas humanas, os acidentes ainda provocam perdas financeiras para o acidentado, para sua família, sua organização e sociedade (CHIAVENATO, 1999). O carvoejamento em alguns estados do Brasil está ligado a um sistema de escravidão por dívida. Em 1994, foi chamada a atenção pública para a existência de escravidão no Brasil, por ocasião de denúncias trazidas perante a Organização Internacional do Trabalho em Genebra (SUTTON, 1994 apud MEIRA, 2002). O carvão vegetal é freqüentemente produzido por famílias, incluindo em algumas localidades as crianças, que trabalham para intermediários (fornecedores de carvão para as empresas legalizadas). Os carvoeiros são forçados a comprar todos os suprimentos de seus próprios patrões, e dados aos preços elevados para os suprimentos e as pequenas somas creditadas por volume de carvão produzido, suas dívidas crescem e se tornam difíceis de serem liquidadas. Na prática, os trabalhadores jamais recebem pagamentos em dinheiro, apenas créditos para o abatimento parcial de suas dívidas. Pistoleiros asseguramse de que os trabalhadores não fujam e muitas vezes a única saída do sistema é a morte (PRADO,1999 apud MEIRA, 2002). Quanto à questão ambiental, segundo Souza (2000 apud MEIRA, 2002), não tem havido investimentos na tecnologia de conversão e de utilização dos subprodutos oriundos da carbonização, podendo-se notar historicamente que a produção de carvão vegetal vem se revelando uma das atividades econômicas mais depredadoras de nossos recursos naturais. Ela utiliza tecnologias ultrapassadas, impõe condições desumanas de vida e trabalho e administra a matéria-prima florestal de forma inconseqüente. Além disso, vem burlando sistematicamente a legislação tributária, ambiental e trabalhista (PRADO, 1999 apud MEIRA, 2002). Segundo Brito (1990b), como a produção de carvão não está concentrada numa única região, a dispersão de gases ainda assim é importante, e há perdas de produtos químicos valiosos, que poderiam ser economicamente recuperados.

18 17 Nesse contexto, o autor cita soluções para recuperação de outros produtos da carbonização e isso implica em profundas alterações na sistemática hoje utilizada no Brasil. Essas alterações exigem, em primeiro lugar, a adoção de modernas tecnologias e modernos conceitos de agroindústria, fugindo da definição que ainda se dá a esta atividade em nosso país, como sendo algo marginal e secundário da atividade rural. Além disso, a sociedade não admite mais, qualquer que seja a situação ou atividade, a não agregação de custos relacionados a necessidade da minimização de impactos sobre o ambiente. Segundo Meira (2002), são mínimas as empresas que realizam a extração do licor pirolenhoso, que é uma fração aquosa obtida da condensação da fumaça gerada no processo de carbonização, constituído de pelo menos 80% de água e variados componentes químicos como acido acético, álcool metílico e a acetona. Uma das formas de aproveitamento para esse licor é no uso em agricultura orgânica, a fim de controlar pragas e insetos. 1.3 Qualidade do carvão Vegetal Segundo Netto (1980, apud MEIRA, 2002), quando se fala de carvão vegetal deve-se considerar suas propriedades e, conseqüentemente, a necessidade de controle de qualidade do produto. A atividade é pouco valorizada e muito pouco ainda se conhece de suas propriedades ligadas aos parâmetros de carbonização. Diversos são os fatores que influenciam na qualidade do carvão vegetal, mas de forma geral a qualidade depende da espécie e tamanho da madeira e método de carbonização. A espécie da madeira é muito importante porque madeiras densas produzem carvão denso. O tamanho da madeira influencia porque pedaços pequenos produzem carvões mais duros e mais densos que a madeira em pedaços grandes por que tem menos tendência de estourar durante a carbonização e o método influencia no tamanho do carvão produzido. A

19 18 carbonização lenta quebra menos que o carvão produzido em métodos rápidos. A temperatura também é outro fator muito importante porque influencia no peso do metro cúbico e no teor de carbono fixo do carvão obtido. Altas temperaturas de carbonização produzirão carvão com muito carbono fixo, mas tão frágil e miúdo que será inadequado para determinados usos. A caracterização e incorporação dos principais parâmetros de qualidade constituem uma importante maneira de diferenciação do carvão vegetal no mercado (GOMES et al., apud VALE et al., 2001). Apesar de o carvão vegetal constituir-se em uma matéria-prima de grande importância na siderurgia brasileira, muito pouco se faz para a padronização dos testes que permitem distinguir carvões com diferentes características, e ainda, correlacionar as suas propriedades com a performance dos aparelhos de redução (GOMES e OLIVEIRA, 1982). São poucas as normas de procedimento de controle de qualidade de carvão vegetal objetivando a padronização de tais procedimentos. É comum verificar-se discrepâncias bem acentuadas entre ensaios realizadas por empresas ou instituições. Isto, na maioria dos casos, devido a utilização de procedimentos não-normatizados (OLIVEIRA et al., 1982a apud MEIRA, 2002) A maior parte da produção brasileira de carvão vegetal é obtida através de fornos de alvenaria ditos de superfície. Nestes fornos parte da madeira é queimada durante a carbonização e torna-se muito difícil, devido as suas características, o controle do processo, o que resulta em um produto de propriedades bastante variáveis. Há necessidade de maior controle para a produção de carvão vegetal, através da utilização de técnicas que proporcionem a otimização da produção e qualidade do produto (OLIVEIRA et al., 1982b, apud MEIRA, 2002). Segundo Meira (2002), o carvão vegetal deve apresentar os seguintes parâmetros para aplicação em siderurgia: umidade abaixo de 10%, carbono fixo superior a 65%, teor de cinzas inferior a 5% e densidade a granel superior a 200 kg/m 3.

20 19 A qualidade do carvão vegetal é um dos principais aspectos para sua aceitação no mercado. A qualidade pode ser medida através de alguns parâmetros, tais como capacidade de ignição, sua resistência, durabilidade, nível de umidade, presença de tiço [friabilidade], limpeza, entre outros. Busca-se uma produção de carvão que agregue, na medida do possível, todos esses atributos, e que mantenha um bom padrão de qualidade (MEIRA, 2002). 2. CARACTERÍSTICAS DO CARVÃO VEGETAL A forma e as propriedades do carvão vegetal não são absolutamente fixas, mas dependem fundamentalmente do tipo de madeira e do processo de carbonização. (LUENGO e EMMERICH, s.d.) A análise típica de uma madeira que poderia servir para fabricar um bom carvão vegetal apresenta os seguintes valores: Carbono 50,5% Hidrogênio 6,2% Oxigênio 42,4% Cinzas 0,4% Nota-se que a umidade não é indicada, pois a análise deverá ser sempre apresentada em base seca, enquanto que a madeira recém cortada pode possuir teores de umidade comparáveis em peso à quantidade de matéria seca. Os mesmos autores ainda dizem que desde que madeiras diferentes originam carvões também diferentes, apresenta-se, a composição química de um bom carvão, carbonizado à temperatura da ordem de 500 C. Carbono 84,5% Hidrogênio 2,5% Oxigênio 4,3% Água (umidade) 7,5% Cinza - 1,2% As porcentagens de água e cinza não devem ser superiores a 8% e 3% respectivamente, pois a qualidade do carvão seria deteriorada.

21 20 A porcentagem de carbono varia com a temperatura de carbonização, quanto maior sua temperatura de carbonização, maior sua porcentagem. Carvão obtido a 250 C contém 65% de carbono Carvão obtido a 300 C contém 73% de carbono Carvão obtido a 400 C contém 80% de carbono Da comparação das análises de carvão e da madeira, é possível exemplificar alguns dos acontecimentos principais que caracterizam o processo de fabricação do carvão a partir da madeira, ou seja: a porcentagem de carbono é drasticamente incrementada, o teor de oxigênio é diminuído, acompanhado daquele de hidrogênio. Isto provoca a formação de água no processo (LUENGO e EMMERICH, s.d.). Segundo Gomes e Oliveira (1980), são muitas as reações químicas que ocorrem durante o processo de carbonização da madeira, as quais estão estreitamente relacionadas com a temperatura a que a mesma se submete. O efeito da temperatura sobre a carbonização da madeira e seus vários componentes, tem estimulado muitas pesquisas, especialmente com relação às reações que ocorrem em altas temperaturas. Assim, à medida que se aquece a madeira, ocorrem, na maioria das vezes, fenômenos em função da temperatura a que ela está submetida. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Em temperaturas acima de 100 C ocorrem outras reações com uma significativa mudança estrutural da madeira. A 105 C, além da perda de água ligada higroscopicamente, verifica-se que, pra maiores períodos de aquecimento ocorre o desprendimento da água de constituição. A esta temperatura, a água pode também ser desprendida a partir de grupos hidroxílicos de cadeias polissacarídeas vizinhas, devido á formação de novas pontes de hidrogênio. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Segundo Gomes e Oliveira (1980), a 160 C observa-se que, em um período de 14 dias, o teor de lignina dessa madeira é reduzido de 23,8% para 2,3%. Esta transformação da lignina em outros compostos sob a ação do calor é bastante interessante, já que experiências de hidrólise da madeira mostraram que a lignina é altamente estável em presença de ácidos. Ainda com relação a lignina, outro

22 21 resultado interessante foi detectado por Brito e Barrichelo, o teor de lignina na madeira tem uma sensível influencia no rendimento gravimétrico em carvão e também no teor de carbono fixo. Com relação ao carbono fixo, observa-se um comportamento semelhante. Quando o teor de lignina da madeira passa de 21% para 31%, o teor de carbono fixo no carvão varia de aproximadamente 74% para 78%. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Dos componentes da biomassa, a lignina é o polímero de maior teor de carbono e, devido à sua estrutura aromática, o mais resistente à degradação térmica e principal contribuinte na formação do carvão. O teor de carbono na lignina varia em função do tipo de madeira, da sua forma de extração, entre outros fatores. Para a lignina de folhosas, o teor de carbono é de 59 a 60%, enquanto para a celulose esse teor é de cerca de 45% (KLOCK et al., 2005 apud FREDERICO, 2009). O carvão é constituído por carbono; a lignina possui cerca de 23 a 25% a mais de carbono do que a celulose. O aumento do teor de lignina na madeira é desejado para a produção de carvão (FREDERICO, 2009). Produtos voláteis da decomposição da madeira, tais como água, acido acético, metanol e gases não condensáveis como o monóxido de carbono e o dióxido de carbono, são desprendidos em temperaturas acima de 200 C; nessas mesmas temperaturas ocorre a separação do alcatrão. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). É interessante observar que, à medida que se eleva a temperatura, as reações químicas vão se tornando mais complexas. A 270 C essas reações de decomposição ocorrem vigorosamente, sendo que, em grande parte, com liberação de calor (reações exotérmicas). (GOMES e OLIVEIRA, 1980). O ponto exato em que ocorrem essas reações exotérmicas tem sido objeto de muita discussão. Com a utilização de técnicas modernas de analises, tem-se conseguido determinar de modo mais preciso, essa temperatura. Essas determinações são feitas através de analise térmica diferencial (DTA), que consiste em aquecer uma amostra de madeira e, simultaneamente, uma amostra

23 22 de substancia inerte (que não sofre nenhuma reação térmica), elevando uniformemente a temperatura das duas amostras. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). No instante em que ocorrer uma reação térmica na madeira, aparecerá um pico na sua curva de temperatura em função do tempo, determinando-se com mais precisão a temperatura em que ocorreu a reação. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Outro método empregado para determinar as temperaturas em que as reações se passam mais vigorosamente é a analise termogravimétrica (DTG). Através desta analise, é obtida a curva de perda de peso em função da temperatura. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). 2.1 Poder calorífico A principal utilização do carvão vegetal é como combustível, possuindo propriedades superiores às da madeira, devido ao seu maior poder calorífico, à sua combustão intensa, estável e prolongada, à facilidade de ignição e à pouca fumaça na combustão. Seu poder calorífico e sua reatividade são muito maiores do que os da lenha, porém o rendimento do processo de carbonização é baixo. Além de ser empregado na cocção e aquecimento, o carvão vegetal é utilizado em muitas aplicações industriais. No setor metalúrgico, ele é usado na indústria de ferro e aço e também na produção de ferro-silício e silício-metálico. O carvão vegetal possui menos impurezas que o coque (enxofre e cinzas), o que resulta num ferro-gusa menos quebradiço, mais resistente e maleável para o forjamento. Na indústria química, a sua aplicação é na fabricação de carvão ativado, o qual, devido à sua grande porosidade, é muito utilizado como absorvedor e filtro para remover compostos orgânicos, como cloretos, gasolina, pesticidas e outros compostos químicos tóxicos da água e do ar (PINHEIRO et al., 2001 apud FREDERICO, 2009). Segundo Luengo e Emmerich (s.d.), as diferenças na composição da madeira e do carvão refletem-se no poder calorífico, sendo que ele aumenta com

24 23 a proporção de carbono, podendo atingir 8000 kcal.kg -1. Entretanto, o poder calorífico da madeira em relação ao carvão é bem inferior, conforme pode ser observado abaixo: Nome Poder calorífico (kcal.kg -1 ) Carvalho 4575 Pinho do Paraná 4788 Cedro 4562 Eucalipto 4760 Amendoim 4684 Estes valores, que são expressos em base seca, são valores publicados no Boletim n 17 do instituto de Pesquisas tecnológicas de São Paulo. Nota-se que os valores de mais de 60 espécies nacionais, estão contidos na faixa entre 4500 e 5100 kcal/kg como valor médio. Então, é evidente que o carvão vegetal, do ponto de vista energético, é um material bem mais nobre do que a madeira de origem (LUENGO e EMMERICH, s.d.). 2.2 Porosidade O carvão vegetal é um material altamente poroso, o que justifica seu grande poder absorvente, de onde derivam suas aplicações práticas como desinfetante e descorante (LUENGO e EMMERICH, s.d.). 2.3 Higroscopicidade O carvão, logo que é preparado, tem capacidade de absorver água [higroscopicidade] que varia de 4 a 16%. Quanto maior a temperatura de carbonização, menor é o poder higroscópico (LUENGO e EMMERICH, s.d.). Assim: Carvão obtido a 150 C absorve 21% de água Carvão obtido a 250 C absorve 7% de água

25 24 Carvão obtido a 350 C absorve 6% de água Carvão obtido a 450 C absorve 4% de água Carvão obtido a 1500 C absorve 2% de água 2.4 Inflamabilidade A inflamabilidade do carvão está muito ligada à sua densidade e condutividade calorífica, que será tanto maior quanto for a temperatura de carbonização. Os carvões leves, porosos, incompletamente carbonizados, ardem com chama luminosa, o que é bom. Os pesados dão chama curta, e depois seguem ardendo no ar sem chama. Os carvões muito densos ardem com dificuldade, e só continuam ardendo quando estão em contato direto com o fogo calorífico, ou quando expostos ao ar (LUENGO e EMMERICH, s.d.). Quando comparado com o coque metalúrgico, o carvão vegetal apresenta propriedades físicas e químicas bem diferentes. Sabe-se que o carvão vegetal tem baixa densidade, alta reatividade, baixa resistência mecânica, baixo teor de cinzas, grande friabilidade, e outras características, se comparado ao coque. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). 2.5 Reatividade Diversas são as formas de definir reatividade de carvão de acordo com o gás reagente. Vários autores a definem como sendo a velocidade com a qual, a uma temperatura determinada, o carbono reage com um gás contendo oxigênio (tal como o ar, o CO 2, vapor d água, o próprio oxigênio ou a mistura destes) fazendoos passar através de uma camada de carvão de granulometria e altura previamente fixadas (GOMES e OLIVEIRA, 1980). No caso da utilização do carvão como redutor nos altos fornos, o que predomina é a reação C+CO 2 2CO, dita por Boudoaurd, sendo, portanto, a

26 25 reatividade a CO 2, ou seja, cujo gás reagente é o dióxido de carbono, a mais importante. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Apesar da reatividade constituir-se em uma característica importante do redutor, raramente ela é controlada, sendo que, em diversas usinas, o controle do coque é realizado apenas através da sua resistência mecânica, sua composição química e sua granulometria. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Para o caso do alto forno de carvão vegetal, não se encontrou referenciada influencia da reatividade do carvão no consumo especifico e produtividade do aparelho. Não se encontrou, também, estudos de reatividade de carvão vegetal, sendo inúmeras as referencias com relação ao coque. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Segundo Gomes e Oliveira (1980), os fatores que influenciam nos testes de reatividade de coque são os seguintes: -geometria do reator; -quantidade da amostra e faixa granulométrica; -tipo de gás reagente (O 2, Ar, H 2 O, CO 2, etc.); -vazão do gás reagente; -parâmetros ou técnicas de medição (%CO, %CO 2, volume de gás, variação de peso da amostra, temperatura de reação, etc.). A medida da reatividade consiste na obtenção de diversos dados, tais como: (GOMES e OLIVEIRA, 1980). -temperatura de inicio de reação; -evolução da temperatura durante o teste; -composição do gás antes e após a reação; -porcentagem de carbono ou de gás que tomou parte na reação; Do mesmo modo que os testes de tamboramento, deve-se estudar, para o alto forno a carvão vegetal, a correlação entre reatividade do redutor e a performance do alto forno. O resultado disto poderá guiar os fabricantes de carvão, pelo menos as usinas integradas, a estudarem processos adequados as suas necessidades de produção, de rendimento e também para atender as

27 26 especificações do redutor, não somente quanto a reatividade, mas também em composição química, densidade, etc. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Como a porosidade está relacionada com a densidade do carvão, e esta, por sua vez, está relacionada com a densidade da madeira, pode se prever que a reatividade de um carvão dependerá, também, da madeira que lhe deu origem. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Assim, apesar da reatividade de um redutor ser definida como a velocidade de uma reação química deste redutor com um gás oxidante, deve-se lembrar que essa velocidade de reação é controlada também por fatores físicos tais como porosidade (superfície de contato) e velocidade do gás oxidante (choques entre o gás e o solido) ao atravessar o leito redutor. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Segundo Oliveira e Almeida (1980), testes de reatividade a CO 2, realizados no CETEC, utilizando-se carvão vegetal na faixa granulométrica de 3,4 a 5,6 mm, mostraram que, para uma vazão de 2,4 l/min. de CO 2 puro, quanto mais alta a temperatura de carbonização, maior era a reatividade, expressa através do gráfico %CO 2 no gás de saída versus temperatura. Os resultados são mostrados na tabela 1, onde se vê a porcentagem de CO 2 no gás de saída a 830 C para as temperaturas de carbonização de 300, 500 e 700 C. Como se pode notar, a reatividade acompanhou o aumento em carbono fixo do carvão. (OLIVEIRA, L.T. e ALMEIDA, 1980).

28 27 Tabela 1 Influência da temperatura de carbonização sobre a reatividade do carvão. Fonte: Experiências em escala de laboratório, para determinar a influência da idade, umidade e temperatura de carbonização sobre propriedades do carvão vegetal. CETEC, Temperatura % carbono Medida de Desvio padrão Aumento da de fixo reatividade reatividade carbonização (base seca) %CO no gás em relação a ( C) de saída 300 C 830 C , ,2 14% ,0 19% 2.6 Friabilidade A friabilidade de um material é a propriedade que ele possui de ser transformado em pó. No caso do carvão vegetal, entende-se como friabilidade a propriedade que este possui de gerar finos, quando sujeito a abrasão e a queda. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). É um fato bem conhecido que o carvão é altamente friável. Esta sua propriedade preocupa muito as pessoas envolvidas no seu processo de fabricação, transporte, estocagem e peneiramento e, principalmente, aos seus consumidores. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). A geração de finos de carvão vegetal esta por volta de 25%, considerandose desde a sua fabricação ate sua entrada nos aparelhos de redução. Essa geração de finos esta assim distribuída: (GOMES e OLIVEIRA, 1980). -nas carvoarias: 3,7%

29 28 -carregamento e transporte: 5,8% -armazenagem: 6,3% -peneiramento: 9,4% Total: 25,2% 2.7 Densidade A densidade depende muito do tipo de madeira e tem muita importância na qualidade do carvão. As madeiras mais densas dão carvões mais densos e de melhor qualidade, principalmente para a indústria siderúrgica, quando funciona como redutor (LUENGO e EMMERICH, s.d.). No carvão vegetal, a densidade é uma propriedade bastante importante, pois ela determina, entre outras coisas, o volume ocupado pelo redutor no aparelho de redução. Não havendo prejuízo para as outras propriedades, a densidade do carvão vegetal deve ser a maior possível. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Há de se distinguir o que se quer dizer com densidade do carvão vegetal. Sendo este redutor um material bastante poroso (70-80% de porosidade), a densidade que se mede varia conforme a técnica de medida. Se se tem uma determinada caixa com volume de 1m 3 e enche-se esta caixa com carvão, ao mesmo tempo que se mede o peso do carvão, ter-se-á, para a relação peso obtido/volume (1m 3 ), o que se chamou de densidade do granel, dada por kg/m 3, denominada pela ISO de Bulk density. Normalmente este valor gira em torno de 200 a 300 kg/m 3 para o carvão vegetal. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Se a medida anterior do volume (1m 3 ), diminuir-se o volume dos vazios entre os vários pedaços de carvão, ou seja, se medir-se o volume dos vários pedaços considerando os poros internos como ocupados pelo material do carvão, ter-se-á o que se denomina densidade aparente. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). A densidade verdadeira é a medida da densidade da substância que compõe o carvão vegetal, ou seja, é a densidade aparente descontando-se o volume da

30 29 porosidade interna. Relacionando a densidade verdadeira com a aparente, ter-seá então, uma medida da porosidade do carvão. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Os parâmetros que permitem atuar na densidade do carvão são a temperatura de carbonização e a densidade da madeira que lhe deu origem. Quanto maior a densidade da madeira, maior será a densidade do carvão produzido, conforme resultados obtidos no CETEC, descritos na tabela 2, para o eucalipto grandis, de idades entre 6 e 10 anos: (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Tabela 2 Relação entre densidade da madeira e densidade aparente relativa do carvão. Fonte: Experiências em escala de laboratório, para determinar a influência da idade, umidade e temperatura de carbonização sobre propriedades do carvão vegetal. CETEC, Densidade relativa da Densidade aparente madeira, em t/m 3 relativa do carvão, t/m 3 0,6 0,64 0,32 0,39 0,71 0,41 A tabela 3 mostra os resultados encontrados por estes pesquisadores. Observa-se nesta tabela, que a densidade verdadeira tende a aumentar na faixa de 300 a 700 C e permanece mais ou menos constante, em torno de 1,3g/cm 3 entre 800 a 900 C. A porosidade total, que esta intimamente ligada a densidade aparente, sofreu um acréscimo ate 700 C e decresceu após esta temperatura. (OLIVEIRA, L.T. e ALMEIDA, 1980).

31 30 Tabela 3. Influência da temperature de carbonização sobre a densidade aparente, verdadeira e porosidade total do carvão. Fonte: Wood Science, Blankenhom et al, 1978 Temperatura de carbonização ( C) Madeira seca a 1000 C Densidade Aparente (g.cm - ³) Densidade verdadeira (g.cm - ³) Porosidade Total (%) 0,611 1,33 54,0 0,412 1,11 62,9 0,408 1,27 67,1 0,402 1,30 69, ,415 1,34 70, ,489 1,29 60, ,414 1,27 66,3 2.8 Composição Química Como primeira aproximação, diz-se de umidade, matérias voláteis, carbono fixo e cinzas. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). A determinação desses componentes é o objeto da analise química imediata. Embora seja de grande importância o conhecimento do percentual de cada um deles, novamente vê-se diante do problema comum: não se dispõe de uma norma brasileira que aborde o assunto. (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Dos parâmetros que regulam a composição química, em termos de carbono fixo e matérias voláteis durante a carbonização da madeira, o principal é a temperatura. Para a carbonização de madeiras, secas em diferentes temperaturas, conforme tabela 4. Nela, pode-se ver a variação da composição

32 31 elementar do carvão, bem como o rendimento de carvão obtido em relação á madeira seca. (OLIVEIRA, L.T. e ALMEIDA, 1980). Tabela 4 Composição elementar do carvão vegetal e rendimento em relação à madeira seca em função da temperatura de carbonização. Adaptado de Bergstrom, Temperatura de carbonização ( C) Composição Elementar (%) C H O 52,3 6,3 41,4 73,2 4,9 21,9 82,7 3,8 13,5 89,2 3,1 6,7 Rendimento (%) Peso carvão/ Peso madeira seca 91,8 51,4 37,8 31,0 Estudos realizados no CETEC para o eucalipto grandis, da região de Caeté-MG, vistos na tabela 5, mostram como variam os teores de carbono fixo e matérias voláteis, bem como o rendimento da carbonização (peso de carvão/peso da madeira seca), em função da temperatura de carbonização. Estes resultados foram obtidos em estufas elétricas, ou seja, não houve queima de madeira durante o processo (OLIVEIRA, L.T. e ALMEIDA, 1980). Tabela 5 Variação da composição do carvão e rendimento em função da temperatura de carbonização. Fonte: Relatório de Projeto. CETEC, Temperatura de Carbonização ( C) Análise Química Imediata C. Fixo Mat. Vol Rendimento em carvão (base seca)

33 Resistência Mecânica Segundo Oliveira e Almeida (1980), dos testes que medem a resistência mecânica destacam-se: -compressão de flanco -tamboreamento -teste de queda O teste de compressão, como o próprio nome indica, mede a resistência do carvão a esforços de compressão. Estudos realizados no CETEC revelaram a grande influencia da temperatura de carbonização na resistência á compressão do carvão vegetal, conforme tabela 6. Tabela 6 - Influência da temperatura de carbonização sobre o limite de resistência à compressão. Fonte: Relatório de Projeto. CETEC, 1978 Temperatura de carbonização Limite de resistência a compressão (kg/cm³) ,6 ± 2, ,9 ± 2, ,3 ± 5,9 51,3 ±13,1 Segundo Oliveira, L.T. e Almeida (1980),observa-se que a resistência decresceu de 300 para 500 C e aumentou significativamente de 500 a 900 C. O decréscimo da resistência ate 500 C deve ser associado com a decomposição dos constituintes da madeira. Os mesmos autores citam que o aumento da resistência a partir de 500 C pode estar relacionado a vários fenômenos, a saber: -diminuição de volume que acompanha a carbonização; -modificação no tamanho e distribuição da porosidade;

34 33 -possível re-arranjo estrutural do carbono residual, acarretando uma estrutura de maior resistência. 3. FORMA DE PRODUÇÃO Forneceremos a seguir, a metodologia necessária à obtenção do carvão vegetal. São descritos, com ilustrações e fotografias, o modo de se construir e operar vários tipos de fornos, que foram utilizados em plantas da fundação Tropical de Pesquisas e Tecnologia, no período de maio a agosto de 1981 (LUENGO e EMMERICH, s.d.). A preparação da madeira é de fundamental importância para a obtenção de um carvão de boa qualidade. Os pedaços deverão ter entre 1 a 1,5 m de comprimento para o cupim, e de 0,5 a 1m no caso do forno metálico portátil. Seu diâmetro nunca deverá exceder 20 cm, sendo necessário partir os pedaços maiores até o tamanho mencionado (LUENGO e EMMERICH, s.d.). 3.1 Cupim (meda vertical ou balão) a) preparação por Luengo e Emmerich (s.d.) A montagem do cupim é feita, dispondo-se a madeira verticalmente em duas camadas (ou giros) circulares. A disposição da primeira camada é mostrada na figura 1, onde observamos que as madeiras mais grossas ficam no centro e as mais finas na periferia. Isto deve ser feito para que o processo de carbonização seja mais homogêneo e eficiente, pois a pirólise ocorre do centro para a periferia. Deve-se observar que fica uma parte oca de uns 20cm de diâmetro no centro, por onde deve ser colocado o material combustível para a ignição.

35 34 Figura 1 - Disposição da madeira no cupim. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) Nota-se que, previamente à montagem da madeira, deve-se remover toda a vegetação do lugar que será ocupado pelo forno. Tipicamente, a área a ser limpa e alisada será de 4x4 metros. Também é importante mencionar que o empacotamento deverá ser o mais compacto possível, evitando-se deixar espaços vazios que irão prejudicar o rendimento. A segunda camada é disposta sobre a primeira, com a inclinação da madeira mais acentuada, conforme figura 2. A madeira desta camada pode ser mais grossa que a inferior e deve-se deixar, como na primeira, uma parte oca central com o mesmo objetivo. Para facilitar a ignição, o buraco central poderá ser enchido com pequenos pedaços de tiço, ou madeiras leves de fácil combustão.

36 35 Figura 2 Disposição da madeira no topo do cupim. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) A disposição final da madeira deve ter a forma de uma abóbada, como mostra a figura 3, sendo que se deve procurar ocupar todos os espaços, não deixando vazios. Notar a presença da escada, que é uma ferramenta imprescindível para ajeitar a disposição da madeira na parte superior do forno, sendo também utilizada nas etapas posteriores que serão descritas a seguir. Figura 3 Escada para acesso ao topo do cupim. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) b) Operação por Luengo e Emmerich (s.d.) A operação é iniciada com a ignição [ou toque de fogo]. Para fazer-se a ignição, corta-se, por exemplo, pequenos pedaços de madeira, que são incendiados e jogados no orifício central oco; isto é mostrado na figura 4.

37 36 Figura 4 Toque de fogo no cupim. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) Para completar a ignição, poderá ser necessária duas ou três cargas de brasa, até que a fumaça comece a sair pelos buracos laterais do forno. Depois que é feita a ignição, fecha-se a cabeça com barro e terra. Algumas horas depois, o cupim começa a suar; é a água da madeira que está saindo, sob a forma de vapor. Neste ponto, o material combustível está quase todo queimado e deve ser substituído, reabrindo-se a cabeça e colocando-se mais material (figura 5). Este processo demora um dia e meio, mais ou menos, e deve ser feito duas ou três vezes por dia. Figura 5 Inserção de mais material combustível no cupim. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.)

38 37 Quando a fumaça começa a sair azulada através de cada fileira de buracos (figura 6), a começar pelos superiores, os mesmos devem ser fechados, pois já ocorreu a carbonização naquela altura. Isto pode ser observado, introduzindo-se uma vareta de ferro pelos buracos. Se a mesma não encontrar resistência de penetração, o carvão já se formou; caso contrario, significa que a madeira ainda não se carbonizou e esta fileira de buracos ainda não deve ser fechada. Figura 6 Fumaça azulada saindo pelos orifícios superiores. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) As fileiras vão sendo fechadas, de cima para baixo (figura 7), à medida que o processo avança.

39 38 Figura 7 Fumaça saindo pelos orifícios inferiores do cupim. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) Se a fumaça que estiver saindo de uma fileira for branca, significa que a carbonização está progredindo normalmente. No caso da fumaça virar bem fraca, antes de azul, indica que deverão ser abertos mais buracos perto da base. Depois de um certo tempo, a camada de barro superior seca-se bastante e começa a descer muita terra ( povorão ), que tende a fechar os buracos inferiores; para que isto não aconteça, coloca-se uma série de pedaços de madeira, acima dos orifícios dispostos conforme mostra a figura 8, de forma a a evitar tal fato. Figura 8 Barreira de madeira para impedir o fechamento dos orifícios. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.)

40 39 É importante verificar o andamento de carbonização cada duas ou três horas. Na fotografia, pode-se notar que os orifícios superiores já estão fechados, indicando que a parte superior da carga já está carbonizada. Os buracos intermediários estão em plena atividade. Os inferiores ainda não começaram a soltar fumaça. Neste ponto já se observa, figura 9, o encolhimento [colapsamento] do cupim, que acompanha o processo de carbonização da madeira, pois o carvão tem volume inferior à madeira. O colapsamento do cupim é acompanhado de um decréscimo marcado na quantidade de fumaça. Figura 9 Colapsamento do cupim. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) Quando a fumaça sai azulada pela última fileira de buracos [última fileira inferior] a carbonização chegou ao fim. Isto se pode saber alternativamente, usando-se uma vareta de ferro. Todo este processo demora uns oito dias [para este tamanho de cupim 3 a 4 toneladas de madeira]. Fecham-se, então, todas as possíveis entradas de ar e espera-se o carvão esfriar, o que demora um ou dois dias. c) colheita por Luengo e Emmerich (s.d.) A colheita do carvão deve ser feita o mais breve possível, para evitar efeitos do sereno, chuvas e outras intempéries, que podem prejudicar a qualidade

41 40 do carvão. Caso não seja possível colher o carvão num dia só, cobre-se o restante com polvorão, conforme figura 10. Figura 10 Cupim coberto com polvorão. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) É importante tomar muito cuidado, uma vez que parte do carvão poderá estar quente. No caso de recomeçar a fumaça, ele deverá ser coberto imediatamente com polvorão. Água não deverá ser usada, pois diminuirá a qualidade do carvão. Usa-se o polvorão ao invés de terra em volta do cupim, pois a última traz a umidade do terreno; já o polvorão é uma terra seca. O carvão é recolhido em camadas, da periferia para o centro (figura 11). Isto é feito para que haja melhor uniformidade de qualidade, pois o carvão mais externo é de pior qualidade. Ocorre, inclusive, o aparecimento do carvão tiço ou tição na periferia, que é a lenha mal carbonizada, podendo ser utilizada como material combustível para outra carbonização.

42 41 Figura 11 Colheita do carvão. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) No processo de colheita, o carvão pode ter combustão instantânea ao entrar em contato direto com o ar: neste caso, joga-se o polvorão sobre o mesmo, como mostra a figura 12. Sempre será bom ter um balde com água por perto, unicamente para casos de emergência. Figura 12 Carvão sendo coberto com povorão. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) O carvão, à medida que for sendo colhido, deve ser ensacado. Este processo é mostrado na figura 13, onde se utiliza um garfão para que não entre polvorão junto com o carvão.

43 42 Figura 13 Carvão sendo ensacado. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) O carvão, após ensacado [figura14], deve ser disposto em pequenos grupos separados, pois ainda pode conter fogo em seu interior, ocasionando incêndio. Como medida de precaução é importante que antes de ser ensacado, permaneça frio por pelo menos três horas. Figura 14 Carvão ensacado. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) d) Rendimento por Luengo e Emmerich (s.d.) Segundo Luengo e Emmrich (s.d.), uma cuidadosa avaliação de rendimento é importante para se verificar o funcionamento do forno. É conveniente a utilização de técnicas de pesagem e determinação e umidade.

44 Forno de alvenaria subterrâneo a) construção por Luengo e Emmerich (s.d.) Inicia-se a construção, cavando-se um buraco de aproximadamente um metro de altura; o diâmetro do forno pode variar de 2 a 4 metros, sendo que o mais usado é o de três metros. Faz-se também uma rampa de acesso ao fundo do forno, conforme mostra a figura 15. Figura 15 Rampa de acesso ao fundo do forno. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) Deve-se notar que são deixados 3 filões, dois diametralmente opostos entre si e um com a porta, estes filões cão chamados de chaminés do forno, e são revestidos com latão, como mostra a figura 16. Vemos também nesta figura o levantamento das primeiras camadas de tijolo (tijolo comum com barro do terreno). Deve-se notar que nos lugares das chaminés é deixado um vão livre com altura de dois tijolos, que é por onde entrará o ar. Para que os tijolos superiores não cedam, basta colocar uma vareta de vergalhão abaixo do primeiro tijolo de cada chaminé.

45 44 Figura 16 Disposição dos tijolos no interior do forno. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) Ao atingir o nível do solo, deve-se colocar uma camada de tijolos horizontalmente, e também deve-se revestir cada chaminé. A seguir, sobrepõe-se camada por camada (figura 17), dando uma certa inclinação a cada uma, de forma a tornar o forno com a forma de um hemisfério, como se verá a seguir. Figura 17 Inclinação dos tijolos no nível do solo. Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) Na figura 18 já se nota como o hemisfério vai se formando.

46 45 Figura 18 Forno em formato de hemisfério (construção). Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.) Pode-se pensar que os tijolos tendem a cair; isto não acontece, pois eles são seguros entre si pelos cantos das arestas comuns Na figura 19 já se vê a forma final do forno. Deve-se notar que existem três fileiras de buracos. Neste forno foram deixados três buracos na primeira fileira [a superior], cinco na segunda e seis na terceira (a inferior). Além disto, deixa-se um buraco de uns 30 cm de diâmetro na parte superior, que é por onde se fará o toque de fogo. Figura 19 Forno em formato de hemisfério (concluído). Fonte: Luengo e Emmerich (s.d.)