Produção de Cerâmicas e Emissões de CO2: análise em Campos dos Goytacazes

Introdução

A produção de cerâmicas, especialmente tijolos, é uma atividade econômica importante em Campos dos Goytacazes. Ao mesmo tempo, ela pode representar uma fonte relevante de emissões de CO2 quando combina queima em alta temperatura, uso de combustíveis fósseis e incorporação de materiais orgânicos na massa cerâmica.

Esta nota organiza uma análise técnica preliminar do problema, mas corrige um ponto central do parâmetro original: dizer que a turfa possui "50 a 69% de CO2" não é adequado para cálculo direto de emissões. Para estimar emissões, o parâmetro fisicamente mais útil é o teor de carbono na matéria seca. Se a faixa de 50 a 69% estiver se referindo ao teor de carbono da turfa seca, então a conversão para CO2 deve ser feita com o fator estequiométrico 44/12 = 3,667.

Contexto geral da produção cerâmica

A produção cerâmica envolve extração de argila, preparo da massa, moldagem, secagem e queima em fornos. As emissões vêm principalmente de três frentes:

1. combustão de combustíveis no forno;
2. decomposição térmica de carbonatos presentes nas matérias-primas, quando existirem;
3. oxidação de matéria orgânica incorporada ao tijolo, como a turfa.

Em muitas regiões do mundo, a maior parte das emissões vem da energia do processo. No caso descrito para Campos dos Goytacazes, a incorporação de 30 a 40% de turfa pode acrescentar uma fração emissiva incomum e muito mais sensível ao teor de carbono do material.

Hipóteses adotadas para o cálculo

Para manter a análise transparente, esta nota trabalha com hipóteses simples e explicitadas:

• massa de um tijolo padrão: 3 kg;
• incorporação de turfa na massa: 30 a 40%;
• massa de turfa por tijolo: 0,9 a 1,2 kg;
• teor de carbono da turfa seca: 50 a 69%, assumindo que essa era a grandeza pretendida;
• fator de conversão de carbono para CO2: 44/12 = 3,667;
• emissões energéticas e de processo da cerâmica convencional: 130 a 230 g CO2/kg de tijolo, como faixa de referência internacional.

Correção do parâmetro principal

O cálculo originalmente apresentado tratava 0,5 a 0,69 kg de CO2 por kg de turfa. Isso subestima o problema se a faixa de 50 a 69% estiver representando carbono e não CO2 pronto.

Se a turfa contém 50 a 69% de carbono na matéria seca, então cada quilograma de turfa completamente oxidado libera:

• mínimo: 1 kg x 0,50 x 3,667 = 1,83 kg CO2;
• máximo: 1 kg x 0,69 x 3,667 = 2,53 kg CO2.

Esse é o ponto mais importante da correção: a emissão potencial da turfa deve ser calculada a partir do carbono, não tratada como se o material já carregasse CO2 liberável em massa equivalente direta.

Emissões da turfa por tijolo

Com 0,9 a 1,2 kg de turfa por tijolo, a faixa adicional de emissões associada à oxidação da fração orgânica seria:

• caso mínimo: 0,9 x 1,83 = 1,65 kg CO2 por tijolo;
• caso máximo: 1,2 x 2,53 = 3,04 kg CO2 por tijolo.

Convertendo para base por quilograma de tijolo, isso corresponde a aproximadamente:

• mínimo: 1,65 / 3 = 0,55 kg CO2/kg de tijolo;
• máximo: 3,04 / 3 = 1,01 kg CO2/kg de tijolo.

Ou seja, somente a parcela de turfa já colocaria a faixa adicional em algo entre 550 e 1.013 g CO2/kg de tijolo, antes mesmo de somar energia do forno e emissões de processo mineral.

Emissões totais estimadas

Somando a faixa de referência da cerâmica convencional, 130 a 230 g CO2/kg, chega-se a uma estimativa preliminar total de:

• mínimo: 550 + 130 = 680 g CO2/kg;
• máximo: 1.013 + 230 = 1.243 g CO2/kg.

Em termos práticos, isso significa uma faixa aproximada de 0,68 a 1,24 t CO2 por tonelada de tijolo produzido, caso as hipóteses sobre fração de turfa e teor de carbono estejam corretas.

Estimativa anual para 200 mil toneladas

Se a produção anual for da ordem de 200.000 toneladas de tijolos, então a emissão total preliminar seria:

• mínimo: 200.000 x 0,68 = 136.000 t CO2/ano;
• máximo: 200.000 x 1,243 = 248.600 t CO2/ano.

A contribuição específica da turfa, isoladamente, ficaria em torno de:

• mínimo: 200.000 x 0,55 = 110.000 t CO2/ano;
• máximo: 200.000 x 1,013 = 202.600 t CO2/ano.

Esses valores são muito superiores às estimativas obtidas pelo parâmetro não corrigido e mostram como uma formulação equivocada pode distorcer a leitura climática do setor.

Comparação com outras regiões

A comparação internacional precisa ser feita com cautela porque cada região usa matérias-primas, combustíveis e escalas produtivas diferentes. Ainda assim, o ponto relevante é que tijolos convencionais tendem a concentrar emissões em combustível e processo térmico, enquanto um tijolo com incorporação elevada de turfa carrega uma fonte adicional associada ao carbono orgânico.

Isso ajuda a explicar por que Campos dos Goytacazes pode apresentar um perfil emissivo atípico caso essa prática esteja realmente disseminada no polo cerâmico local.

Impacto ambiental ampliado

A questão não se limita à emissão no forno. A extração de turfa também pode degradar áreas úmidas, liberar carbono do solo, alterar hidrologia local e reduzir a capacidade ecológica de brejos e turfeiras.

Portanto, o impacto climático total pode ser ainda maior quando se considera:

• perda de estoque de carbono do ecossistema;
• drenagem e oxidação prévia da turfa antes do uso industrial;
• transporte e secagem do material;
• emissões indiretas ligadas à reorganização do território extrativo.

Estratégias de mitigação

Algumas linhas de mitigação merecem prioridade:

1. substituição da turfa por argilas, resíduos minerais ou aditivos de menor intensidade carbônica;
2. melhoria da eficiência térmica dos fornos, reduzindo consumo específico de energia;
3. troca de combustível, quando tecnicamente viável, para rotas menos intensivas em carbono;
4. inventário local de ciclo de vida, com medição real das massas, umidade, teor de carbono e consumo energético;
5. regulação ambiental específica para impedir que a cadeia produtiva se apoie na degradação de turfeiras.

Limitações desta nota

Esta análise continua sendo uma aproximação. Ela depende de verificar localmente:

• se a fração de turfa é mesmo 30 a 40% em massa;
• se a faixa 50 a 69% se refere a carbono na matéria seca ou a outra grandeza;
• qual é a umidade real da turfa usada na mistura;
• qual é a produção anual efetiva do polo;
• quais combustíveis são usados nos fornos e com que eficiência.

Sem esses dados, o cálculo deve ser lido como cenário técnico preliminar, não como inventário oficial fechado.

Tabela-resumo

Item	Faixa estimada
Fração de turfa no tijolo	30 a 40%
Turfa por tijolo de 3 kg	0,9 a 1,2 kg
Emissão potencial por kg de turfa, corrigida	1,83 a 2,53 kg CO2
Emissão da turfa por tijolo	1,65 a 3,04 kg CO2
Emissão total por kg de tijolo	680 a 1.243 g CO2
Emissão anual para 200 mil toneladas	136.000 a 248.600 t CO2/ano

Conclusão

A principal correção desta nota é metodológica e decisiva: se a turfa utilizada na cerâmica de Campos dos Goytacazes tem 50 a 69% de carbono na matéria seca, então a emissão potencial associada à sua oxidação é muito maior do que um cálculo direto em "percentual de CO2" sugeriria.

Sob essa hipótese, a incorporação de 30 a 40% de turfa na massa dos tijolos pode elevar as emissões para uma faixa aproximada de 136 mil a 248,6 mil toneladas de CO2 por ano, considerando produção anual de 200 mil toneladas.

O próximo passo tecnicamente defensável é sair da estimativa genérica e construir um inventário local com medições reais de composição, umidade, energia, produção e cadeia de extração. Sem isso, o debate corre o risco de subestimar ou superestimar o passivo climático do polo cerâmico regional.

Referências

• Carbon footprint of solid clay bricks.
• Ceramics – Emission Factors.
• Decarbonizing the ceramics industry: A systematic and critical review of policy options, developments and sociotechnical systems.
• Ceramic makers face up to dangers of EU carbon challenge.
• Ceramics industry | Kompetenzzentrum Klimaschutz in energieintensiven Industrien (KEI).
• Effect of Peat on Physicomechanical Properties of Cemented Brick.
• Structure and properties of brazilian peat: analysis by spectroscopy and microscopy.
• Evaluation of the Technological Properties of Soil–Cement Bricks with Incorporation of Coconut Fiber Powder.
• Eco-Friendly Fired Brick Produced from Industrial Ash and Natural Clay: A Study of Waste Reuse.
• How to decarbonize the ceramics industry.
• Brazil: CO2 Country Profile – Our World in Data.
• The Carbon Brief Profile: Brazil.
• Brazil | Climate Action Tracker.