Análise das emissões de gases de efeito estufa no processo de fundição de carcaças de motores elétricos de ferro fundido cinzento usando o método GHG protocol

Abstract

Neste trabalho foi aplicada uma metodologia que permite quantificar a potencial redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE) quando se faz uso de sucata metálica no processo de fundição de carcaças metálicas de motores. A metodologia do Greenhouse Gas Protocol (GHG Protocol) padrão internacional para a quantificação de emissões de GEE foi usada para os cálculos das emissões, fazendo a coleta de dados de uma indústria do ramo metal mecânica do estado de Santa Catarina. A principal métrica utilizada para contabilização de emissões de GEE é o Carbono Equivalente (CO2e), que é a soma da multiplicação dos GEE por seus respectivos potenciais de aquecimento global. Os dados de interesse são referentes apenas ao processo de fundição de carcaças metálicas da empresa e foram categorizados para aplicação nos devidos “Escopos” estabelecidos pela metodologia. Foram avaliados três distintos cenários para o cálculo das emissões geradas no processo de fundição de carcaças metálicas. O cenário 1 refere-se ao uso de 100% de sucata metálica, o cenário 2 refere-se ao uso de 100% de material metálico virgem e, por fim, o cenário 3 relacionado ao uso de 50% sucata metálica e 50% material metálico virgem. Os três cenários foram comparados com o intuito de determinar qual o impacto na redução da emissão de GEE causada pelo uso de sucatas no processo de fundição. Os resultados mostraram que usar apenas matéria-prima reciclada (cenário 1) implica numa redução de 73% nas emissões CO2e, quando comparado com o uso de apenas material metálico virgem (cenário 2). Em específico, para o cenário 1, as emissões de CO2 e N2O apresentaram respectivamente redução de 73,3% e 75,6%. O cenário 3 apresentou uma redução de 36,6% nas emissões CO2e quando comparado com o cenário 2. As principais categorias que contribuíram nas mudanças das emissões de GEE entre os cenários foram o transporte upstream (transporte do berço até a saída do produto pelo portão da empresa), bens e serviços adquiridos e o consumo de energia. Através dos dados coletados foi possível estimar uma média de emissão de CO2e para cada carcaça de motor produzida, tendo para os cenários 1, 2 e 3 emissões de 0,042, 0,157 e 0,099 tCO2e/unidade, respectivamente. Esse estudo é precursor para indicar ao setor metal mecânico como quantificar as reduções das emissões de GEE ao utilizar sucata metálica no processo produtivo. Com a aplicação da metodologia GHG Protocol foi possível comprovar que o uso de sucatas no processo de fundição contribui significativamente para a redução de emissões de GEE. A aplicação dessa metodologia de cálculo de emissões pode potencializar a implementação da logística reversa no setor, promover o crescimento de empresas de reciclagem locais e contribuir para que toda cadeia produtiva envolvida atue de forma sinérgica no cumprimento das metas globais de redução de emissões de GEE.

In this work, a methodology was applied to quantify the potential reduction of greenhouse gas (GHG) emissions when using scrap metal in the casting process of metal engine housings. The methodology of the Greenhouse Gas Protocol (GHG Protocol), an international standard for the quantification of GHG emissions was used to calculate the emissions, collecting data from a metalworking industry in the state of Santa Catarina. The main metric used to account for GHG emissions is the Carbon Equivalent (CO2e), which is the sum of the multiplication of GHGs by their respective global warming potentials. The data of interest refer only to the company's metal casting process and were categorized for application in the appropriate “Scopes” established by the methodology. Three different scenarios were evaluated for the calculation of emissions generated in the casting process of metallic casings. Scenario 1 refers to the use of 100% metallic scrap, scenario 2 refers to the use of 100% virgin metallic material and, finally, scenario 3 related to the use of 50% metallic scrap and 50% virgin metallic. The three scenarios were compared in order to determine the impact on the reduction of GHG emissions caused by the use of scrap in the smelting process. The results showed that using only recycled raw material (scenario 1) implies a 73% reduction in CO2e emissions, when compared to using only virgin metallic material (scenario 2). Specifically, for scenario 1, CO2 and N2O emissions showed a reduction of 73.3% and 75.6%, respectively. Scenario 3 showed a 36.6% reduction in CO2e emissions when compared to scenario 2. The main categories that contributed to the changes in GHG emissions between the scenarios were upstream transport (transport from the berth to the exit of the product through the gate company), goods and services purchased and energy consumption. Through the collected data, it was possible to estimate an average CO2e emission for each engine frame produced, having for scenarios 1, 2 and 3 emissions of 0.042, 0.157 and 0.099 tCO2e/unit, respectively. This study is a precursor to indicating to the metalworking sector how to quantify the reductions in GHG emissions when using metallic scrap in the production process. With the application of the GHG Protocol methodology, it was possible to prove that the use of scrap in the smelting process contributes significantly to the reduction of GHG emissions. The application of this emission calculation methodology can enhance the implementation of reverse logistics in the sector, promote the growth of local recycling companies and help the entire production chain involved to act synergistically in meeting global targets for reducing GHG emissions.