Capítulo 7 Indústria de celulose e papel

7.1. Uma breve introdução sobre a indústria de celulose e papel

O papel é um produto renovável, reciclável e biodegradável cujo ciclo de vida está diretamente relacionado ao meio ambiente. No Brasil, 100% da celulose utilizada como matéria-prima têm origem em florestas plantadas. Por isso, buscar a sustentabilidade faz parte da gestão de negócio das indústrias de celulose e papel. No setor, o uso sustentável de recursos naturais – como solo e água – é prioridade estratégica e tem como objetivo garantir a viabilidade do cultivo florestal e, assim, perpetuar as atividades.

No final do ano de 2008 a crise de crédito desencadeada pelo mercado imobiliário norte-americano teve um impacto na economia mundial, a qual seguiu em ritmo de gradual recuperação nos anos seguintes. Contudo, o Brasil foi o único país do mundo em que a produção de celulose cresceu nesse período. Em 2010, a produção de celulose passou de 13,3 milhões de toneladas para 14,1 milhões de toneladas anuais, um aumento de 5,6%. A produção de papel teve um aumento de 3,9% passando de 9,4 milhões para 9,8 milhões de toneladas.

A Tabela 7.1 apresenta os dados relativos ao faturamento anual em milhares de reais (R$ mil) das indústrias de Celulose e Papel. Os dados foram obtidos no sítio da BRACELPA (Associação Brasileira de Celulose e Papel). Essa associação é a entidade que representa, no Brasil e no exterior, as indústrias nacionais produtoras de Celulose e Papel. Atualmente, suas 37 associadas respondem por 100% da produção brasileira de celulose e por 85% da fabricação de todos os tipos de papéis (para imprimir e escrever, papel cartão, embalagens, imprensa, papéis para fins sanitários e papéis especiais, entre outros), com atividades em 539 municípios de 18 Estados (222 empresas com atividades no setor). Existem no Brasil 2,2 milhões de hectares de florestas plantadas para fins industriais e 2,9 milhões de hectares de florestas preservadas, sendo que o total de área florestal certificada é de 2,0 milhões de hectares.

Em 2010 o saldo para exportações foi de 6,8 bilhões de dólares com saldo comercial de 4,9 bilhões de dólares. Esse resultado é fruto do investimento nos últimos 10 anos no setor de 12 bilhões de dólares, empregando 115 mil pessoas de forma direta (indústria 68 mil, florestas 47 mil) e 575 mil empregos indiretos.

A biodiversidade também tem sido bastante discutida pelas indústrias de Celulose e Papel, as quais buscam boas práticas socioambientais por meio de uma produção mais limpa e o uso econômico diversificado das florestas plantadas de forma a aumentar os benefícios sociais. Com essas atividades se tenta criar uma maior oferta de emprego e um aumento na renda das famílias. Além disso, procura-se oferecer programas florestais que envolvam os pequenos produtores. A principal meta do setor é o compromisso com o desenvolvimento sustentável do Brasil, investindo em áreas degradadas para a sua recuperação; financiando parcerias florestais por meio de arranjos produtivos; pela criação de novos empregos e proteção da biodiversidade.

Tabela 7.1. Faturamento anual (em R$ mil) da indústria de Celulose e Papel.

A Tabela 7.2 mostra a posição dos países mais produtores de Celulose e Papel no mundo. Como podemos ver o Brasil está posicionado em quarto lugar na produção de Celulose no mundo como uma produção mundial de 14.164 mil toneladas por ano. O primeiro produtor é os Estados Unidos da América, EUA. Em relação a produção mundial de papel, os EUA estão posicionados em segundo lugar, sendo que o primeiro lugar é agora ocupado pela China. O Brasil está posicionado em 10º lugar com uma produção anual de 9.844 mil toneladas. A Tabela 7.3 mostra a comparação entre a área total de alguns países produtores de celulose e papel e a área de florestas plantadas. Como podemos ver o Japão é o país com maior área de florestas plantadas (28,3%) seguido pela Finlândia com 19,4%. O Brasil tem somente uma área plantada de 0,8%, ou seja, 6.973 mil hectares de florestas.

Tabela 7.2. Relação de países produtores de Celulose e Papel.

Tabela 7.3. Comparação entre a área total do país e sua área de florestas plantadas.

A Figura 7.1 mostra a evolução da produção brasileira de Celulose e Papel no período de 1970-2010. Nos anos de 1970 o Brasil produzia em média 800 mil toneladas de celulose e 1 milhão e 100 mil toneladas de papel. Entre as décadas de 1990 e 2007 ocorreu um crescimento significativo passando de 4,4 e 4,7 milhões de toneladas para 12,0 e 9,0 milhões de toneladas de Celulose e Papel, respectivamente. Desde então, o crescimento anual se encontra ligeiramente constante, sendo de 7,5% para Celulose e 5,6% para o Papel.

Nos dias atuais não há notícias de derrubada de árvores nativas para fabricação de papel, sendo que informações da Bracelpa e orgãos internacionais mostram que 100% da madeira utilizada têm origem em florestas plantadas de Eucalipto e Pinus. Dados obtidos pela Bracelpa mostram que em 1980 a produtividade média (m³/ha/ano) de madeira para celulose era de 24 para Eucalipto e 19 para Pinus. Em 2009 a produtividade passou para 44 para Eucalipto e 38 para Pinus. Esses valores correspondem a 83% e 100% de crescimento para Eucalipto e Pinus, respectivamente.

Quando citamos floresta nativa estamos falando da flora composta de espécies de uma determinada região sem interferência humana. Já quando se fala de floresta plantada estamos nós referindo as florestas que se desenvolve a partir de intervenções controladas, as duas podem e vivem harmoniosamente uma com a outra. Devemos salientar aqui que as florestas plantadas são criadas para fins especificamente industriais, atendendo todas as exigências legais de um processo agrícola, levando em consideração todos os critérios de manejo florestal.

Segundo a Bracelpa o Brasil alcançou uma posição de destaque no mercado global de Celulose e Papel por causa do seu manejo florestal sustentável aliado ao desenvolvimento tecnológico e genético, o qual é um dos pilares da competitividade mundial. Todos esses fatores tem levado o Brasil a uma alta produtividade e qualidade da madeira nos últimos anos, isto tem atraído muito investimentos para o país e fazem das florestas plantadas grandes aliadas do desenvolvimento socioeconômico. Podemos citar alguns benefícios oriundos destas florestas, tais como: áreas degradadas são recuperadas; agricultura mais eficiente; o uso de área com ocupação humana é otimizado; diminuição do impacto relacionados ao CO₂; estimulação dos produtores; contribuição para preservar e manter a biodiversidade; contribuição para a prevenção da erosão do solo e do assoreamento dos rios; proteção dos recursos hídricos, etc.

A Tabela 7.4 apresenta dados relativos a balança comercial do setor nos anos de 2009, 2010 e 2011 (os dados de 2011 não estão finalizados). Os dados mostram que o saldo comercial para a Celulose é positiva com um aumento de 43,2% entre os anos de 2009 e 2010 e em comparação aos anos de 2010 e 2011 o saldo é de 5,1% positivo. Por outro lado, os resultados mostram que o saldo relacionado ao papel é negativo em ambos os anos comparativos. Contudo, o saldo total é positivo de US$ 5.062.000,00 milhões de dólares.

Tabela 7.4. Balança comercial (em milhões de dólares).

Na 3ª semana de fevereiro de 2012, a balança comercial registrou superávit de US$ 370 milhões, resultado de exportações no valor de US$ 4,703 bilhões e importações de US$ 4,333 bilhões. No mês, as exportações alcançaram US$ 12,394 bilhões, e as importações US$ 10,673 bilhões, com saldo positivo de US$ 1,721 bilhão. No ano, as exportações somam US$ 28,535 bilhões, as importações, US$ 28,106 bilhões, com saldo positivo de US$ 429 milhões, segundo dados divulgados pela Secex (Secretária de Comércio Exterior). A Figura 7.2 apresenta os dados relativos ao destino das exportações de Celulose brasileira nos anos de 2010 e 2011. Já as exportações em Papel a maior parte é centrada na América Latina, dados divulgados pelo Secex mostram que nos anos de 2010 e 2011 57-58% do total de exportações foram para essa região do globo.

A Tabela 7.5 apresenta os dados relativos ao destino da produção brasileira de Celulose por tipo em toneladas nos anos de 2009 e 2010. Como podemos observar a maior parte dessa produção é destinada ao consumo próprio e são divididas em três grandes tipos: Fibra curta; Fibra longa e Pastas de alto Rendimento - PAR. O consumo próprio apresentou um crescimento de 1,5% no ano de 2010, enquanto que as vendas no mercado doméstico apresentou um aumento de 8,2%.

A Tabela 7.6 mostra dados relativos à produção de diferentes tipos de papel nos anos de 2009 a 2010. Existem uma variedade muito grande de tipos de papéis como podemos observar na Tabela 7.6. Sendo que as três maiores produções são: Offset; Capa de 1a. (Kraftliner) e Miolo (Fluting). A soma das toneladas produzidas deste tipos de papéis perfazem um total de quase 50% da produção brasileira nos anos de 2009 e 2010. Em termos do destino do papel produzido pelo Brasil, 53% está associado a venda no mercado doméstico e o restante está dividido entre o consumo próprio (26%) e exportações (21%), como pode ser visualizado na Figura 7.3. Quando se compara o consumo de papel com a taxa de recuperação é possível observar que a taxa de recuperação ainda é baixa apesar de ter aumentado nos últimos anos quando comparados com a década de 1990, passando de 36,5% para 43,5% (Ver a Figura 7.4). Esses valores estão muito aquém do esperado, pois ao redor do globo pode ser encontrando valores tais como: Coréia do Sul, 91,6%, Alemanha, 84,8%, Japão, 79,3%, Reino Unido, 78,7%.

Tabela 7.5. Produção brasileira de Celulose em tipos. Dados fornecidos em toneladas.

Tabela 7.6. Tipos produzidos de papel em toneladas.

Finalmente, não poderíamos esquecer de mencionar o insumo indispensável à produção de Celulose e Papel, a água. Ela é um recurso natural de valor inestimável, sendo considerada um recurso estratégico para o desenvolvimento econômico do setor de Celulose e Papel e de outros setores industriais. Além disso, ela é vital para a manutenção dos ciclos biológicos, geológicos e químicos, pois está diretamente ligada ao equilíbrio dos ecossistemas. Enfim, a água é um bem social necessário para que os cidadãos tenham uma adequada qualidade de vida. A Tabela 7.7 mostra dados sobre o consumo de água por fonte em metro cúbico (m³) pelas indústrias de Celulose e Papel nos anos de 2009 e 2010 no Brasil.

Tabela 7.7. Consumo de água (m³) pelas indústrias de Celulose de Papel no Brasil.

A indústria de Celulose e Papel usa a água desde o cultivo das mudas de Eucalipto/Pinus até o processo industrial de fabricação da Polpa e finalmente a produção de Papel, assim o setor sabe que á água é um bem inestimável e vem praticando o reuso deste bem de forma a reduzir os custo de produção, e também tenta minimizar a carga de poluentes gerados que devem ser tratados. Como podemos verificar na Tabela 7.7 o volume utilizado de água é muito grande e, isso obriga o uso de fontes que possam fornecer quantidade enormes de água tais como rios, oceanos, lagos, o que equivale diz que 96% de toda água consumida é de superfície. Nos anos de 2009 e 2010 a água reciclada ou reutilizada foi de 38,0% e 34,3%, respectivamente, segundo dados publicados pela Bracelpa.

7.2. Fabricação da polpa e papel

O processo de deslignificação de cavacos de madeira precedente do processo Kraft foi originalmente patenteado em 1854. Esse processo utilizava o método químico de polpação conhecido como processo soda, o qual usava uma solução alcalina forte de hidróxido de sódio. Em 1865, uma nova patente incorporou o processo de incineração do licor de soda gasto para recuperação do álcali. No ano de 1866 entrou em operação a primeira fábrica utilizando o processo soda. Entretanto, hoje em dia existem poucas fábricas no mundo que operam com esse tipo de processo.

Devido ao alto custo do processo soda relativo ao carbonato de sódio foi experimentado a adição de sulfato de sódio na fornalha de recuperação, o que levou ao desenvolvimento do processo conhecido mundialmente de processo Kraft, o qual foi creditado a C. J. Dahl. Durante a adição do sulfato o mesmo é reduzido a sulfeto pela queima do licor, posteriormente o próprio Dahl descobriu que o sulfeto acelerava o processo de deslignificação da polpa mais resistente. Então, em 1884 o processo foi novamente patenteado e em 1885 o processo foi utilizado comercialmente na Suécia para polpação. Desde então, muitas fábricas de soda se converteram para o processo Kraft para poderem competir com o processo sulfito. Um dos grandes problemas do processo Kraft em comparação ao processo sulfito era a necessidade de recuperar os produtos químicos de polpação, pois então o processo não seria competitivo economicamente com o processo sulfito. Mas somente depois de várias modificações do processo e finalmente com branqueamentos em múltiplos estágios em 1950 que o processo Kraft teve maior destaque no setor.

Existem fases distintas na redução da madeira bruta e de outros materiais até o papel acabado. A seguir são apresentadas algumas informações relativas aos diferentes processos usados para preparar a polpa e o papel:

• Fabricação de diversas polpas – seguida pela conversão a papel;
• Por volta de 82% do polpeamento são efetuados mediante processos químicos, que dissolvem a lignina das fibras de celulose;
• 1976 – processo Kraft (sulfato alcalino) – 72%;
• Sulfito ácido – 5%;
• Semiquímico – 11%;

No processo Kraft os carboidratos são atacados a uma temperatura relativamente baixa, o que ocasiona eliminação dos grupos acetilas antes que se alcance a temperatura máxima de cozimento. A reatividade dos polissacarídeos varia dependendo de sua acessibilidade e de sua estrutura, por exemplo, devido à celulose ser de natureza cristalina e ter um alto grau de polimerização, sofrem menos perdas que as hemiceluloses.

A obtenção de polpa celulósica de Eucalipto é quase totalmente, através do processo alcalino Kraft ou sulfato. Esta técnica utiliza soluções com hidróxido de sódio e sulfato de sódio misturado a cavacos de madeira em altas temperaturas. Consiste na degradação da lignina, separando as fibras e deixando nas mesmas, principalmente a celulose e as hemiceluloses, para serem usadas na fabricação de papel. As reações que ocorrem no processo Kraft de polpação são complexas e não totalmente entendidas. A Figura 7.5 mostra uma representação esquemática do processo de polpação.

A lignina incrustada nos cavacos de madeira é quimicamente quebrada em fragmentos pelos íons hidroxilas (OH⁻) e hidrossulfitos (SH⁻) presentes no licor de polpação. Os fragmentos da lignina são então dissolvidos como íons fenolato ou carboxilato. Uma parte dos carboidratos (polioses) é também atacada quimicamente e dissolvida. Em geral, 80% da lignina e 50% das polioses são dissolvidas durante um cozimento típico de polpa branqueável. Por outro lado, ocorre uma menor dissolução de outros tipos de carboidratos, cerca de 10%. A Figura 7.6 mostra um esquema da metodologia do processo utilizado na preparação da polpa de papel.

Existem dois métodos de descorticar as toras:

• Atrito - ação de tombamento ou de rotação sobre uma massa móvel: a madeira é literalmente esfolada
• Jato de água - em alta pressão (cerca de 95,2 atm) aplicado individualmente a cada tora: a casca é partida e removida

Matéria-prima

Existe uma grande vantagem quando as indústrias usam substâncias a base de oxigênio, tais como: ozônio, peróxido, pois isso permite que o efluente possa ser encaminhado para a caldeira de recuperação. Procedimento esse que não pode ser feito quando se usa cloro, pois o mesmo pode causar corrosão e/ou explosões. Além disso, esse tipo de reagente promove o circuito fechado de produção: sem a necessidade de água fresca e sem efluentes para fora do sistema.

A Tabela 7.8 mostra uma comparação entre os três processos usados na fabricação da polpa e papel.

O Quadro 7.1 apresenta a estrutura da celulose que é formada pela união (polimerização) de moléculas de β-glicose (hexosana) por meio de ligações β-1,4-glicosídicas. Isso mostra como a polpa (Celulose) pode ser usada para fabricação do papel devido a sua característica fibrosa.

Tabela 7.8. Comparação entre os processos de preparação de polpa e papel.

7.3. Construindo e fixando o conhecimento

1. Descreva brevemente o processo Kraft para produzir Celulose e Papel.

2. Por que as indústrias de Celulose e Papel reciclam e reutilizam água? Justifique sua resposta.

3. Quais são as características mais importantes dos três tipos de processos usados para produzir Celulose e Papel?

4. Explique por que atualmente as indústrias de Celulose e Papel preferem trabalhar com branqueadores que não são à base de cloro?

5. Discuta os aspectos sociais e econômicos relacionados ao mercado doméstico e externo das indústrias de Celulose e Papel.

Referências Bibliográficas

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