Bambu: Matéria-Prima para a Fabricação de Celulose e Papel

por Hans Jürgen Kleine e Celso Foelkel

Há centenas de anos, os bambus vêm participando do processo de fabricação do papel. Existem dezenas de espécies, desde os bambus gigantes até as simples e delicadas taquarinhas, que têm fornecido suas fibras para a manufatura de papel. Desde a origem do papel, em sua fase histórica inicial, quando brotações tenras de alguns vegetais eram desfibradas para individualização das fibras papeleiras, as singelas taquaras ofereciam suas células para essa manufatura. Portanto, alguns vegetais como bambu, taquaras e papiro encontram-se entre as matérias-primas pioneiras desse tipo de indústria.

Apesar da excelente qualidade da celulose produzida a partir de muitas espécies de bambu, poucos países atualmente têm reservas naturais ou plantios de bambu suficientemente grandes para sustentar a produção de fábricas de papel. Entre os países produtores, apenas a Índia e a China podem ser classificados como grandes produtores de pastas celulósicas de bambu. Além destes, há também produtores bem mais modestos como Myanmar, Vietnam e Brasil.

Um razoável número de espécies de bambus apresenta rendimentos agrícolas elevados, na faixa de 10 a 30 toneladas secas de colmos/ha.ano. O ciclo da cultura é bastante curto – já entre três e cinco anos após o plantio, os bambuzais estão em condições de sofrer a primeira colheita destinada a fabricar celulose. São, portanto, excelentes os potenciais econômicos, se calculados em termos de retorno dos investimentos nas plantações.

O bambu não é árvore, mas ele também forma maciços florestais, chamados de bambuzais, que se renovam pela brotação de novos colmos a partir dos rizomas subterrâneos. A brotação ocorre uma vez por ano, sempre na mesma época. Em cada moita chegam a nascer dez novos colmos por ano, desde que encontrem espaço, luz e nutrientes suficientes. Os colmos do bambu não têm casca e são geralmente ocos, sendo constituídos por tecido lenhoso em formato cilíndrico segmentado, formando nós e entrenós. Na parte superior dos colmos forma-se a copa, composta por ramos laterais, que sustentam a folhagem. Ao contrário das árvores, os colmos já nascem praticamente com o seu diâmetro definitivo, isto é, não engrossam com o tempo.

Embora o bambuzal seja permanente, devido ao surgimento de novos brotos a cada ano, a vida de cada colmo individual dura no máximo dez anos. Ao longo de sua vida, o colmo passa por importantes transformações. Após o segundo ano, aumenta a formação de amido, que se deposita nos vasos condutores da seiva. Ele serve de reserva energética para o bambuzal, mas diminui o rendimento em celulose. Por outro lado, isso potencializa a criação de agregados industriais do tipo biorrefinarias a partir da cultura do bambu, com produção simultânea de celulose e/ou papel e amido/álcool.

Colmos com idade superior a seis anos começam a perder gradativamente a capacidade de circulação da seiva, em função do entupimento dos vasos com depósitos de sais insolúveis, resinas, sílica e amido. O tecido lenhoso se torna muito duro, quebradiço e desidratado, causando finalmente a morte do colmo. Considerando que o teor de celulose não aumenta significativamente após o segundo ano, esta é a idade ideal de corte para o produtor de celulose.

Para a produção de celulose e papel em regiões de clima tropical, os colmos são colhidos geralmente a cada dois anos, pelo método do corte raso. Os colmos cortados permanecem no campo por duas ou três semanas, até perderem todas as folhas e uma parte de sua umidade. Um picador móvel então corta os colmos e os ramos desfolhados em cavacos, que serão classificados por peneiras vibratórias somente depois de serem transportados em caminhões até as fábricas. Os cavacos menores podem ser usados como combustível para a geração de vapor e de energia elétrica, enquanto que os cavacos maiores são convertidos em celulose e papel. Eles são compostos por celulose, hemiceluloses e lignina, quase nas mesmas proporções que os cavacos de madeira de árvores. A umidade dos colmos na colheita também é semelhante à da madeira, em torno de 50 a 60%. Porém, o teor de sílica é maior do que o da madeira, causando maior desgaste nos equipamentos de corte, durante a colheita e também nas lâminas dos picadores e dos refinadores. Além disso, a sílica tende a se acumular no processo de fabricação da celulose, especificamente dentro do ciclo de recuperação dos produtos químicos, o que pode ser facilmente controlado através de uma maior purga (para venda) de lama de cal do sistema, em comparação ao que é usualmente praticado nas fábricas de celulose de madeira.

Os valores numéricos aproximados da composição química dos cavacos de bambu, base peso seco dos colmos, com dois a três anos de idade, são:
• teor de celulose: entre 40 a 50%;
• teor de hemiceluloses: entre 20 a 25%;
• teor de pentosanas (pentoses nas hemiceluloses): entre 15 a 20%;
• teor de lignina: entre 17 a 24% de lignina insolúvel em ácido e 1 a 1,5% de lignina solúvel;
• teor de cinzas: entre 1 a 2%;
• teor de sílica: entre 0,5 a 1,5%;
• teor de extrativos em etanol/tolueno: entre 3 a 5%;
• teor de extrativos em diclorometano: entre 0,3 a 0,8%;
• teor de extrativos em água quente: entre 7 a 15%.

A grande vantagem das polpas celulósicas de bambu está exatamente na qualidade de suas fibras, que possuem paredes rígidas e resistentes, com elevada fração parede (entre 60 a 70%). Os papéis com elas produzidos são especiais para fabricação de sacos de embalagem, em especial para embalar cimento e produtos químicos em pó. Isso porque são excepcionalmente resistentes ao rasgo e produzem folhas de boa porosidade e volume específico aparente. Também respondem bem ao refino da massa, desenvolvendo resistências sem perder a rigidez das fibras. Em função dessa mesma rigidez das fibras, as propriedades dependentes das ligações entre fibras são influenciadas para menos, tais como as resistências à tração, estouro e elongação.

Encontram-se bambus com ampla gama de variação nas dimensões de suas fibras, mas em geral elas são intermediárias em seu comprimento entre as fibras de madeiras de folhosas e as de coníferas. Uma interessante propriedade é a alta “coarseness”, entre 8 a 20 mg/100m, sendo essa ampla faixa devido às diferentes espécies disponíveis.

Outras características importantes das fibras celulósicas de bambu são:

• Comprimento médio de fibra: 1,6 a 3,5 mm;
• Largura média da fibra: 15 a 20 micrômetros;
• Espessura média da parede celular: 4 a 8 micrômetros;
• Teor de finos: entre 1 a 3%.

Enfim, as fibras dos bambus são conhecidas por suas características papeleiras. Não há como negar que são excelentes para diversas finalidades nessa indústria. A celulose kraft de bambu também pode ser deslignificada com oxigênio e branqueada a excelentes qualidades, sendo portanto apta também para a produção de papéis brancos, até mesmo para venda como polpa branqueada de mercado.

Entretanto, o grande potencial está na combinação de suas propriedades com as de outras fibras celulósicas, nas receitas de inúmeros tipos de papéis que exigem resistências e porosidade. Existem muitos estudos mostrando essa viabilidade de uso da polpa de bambu como uma especialidade para “mix” de fibras e polpas celulósicas.

Diversas fábricas brasileiras de pequeno a médio porte já tiveram no passado, ou têm atualmente, sucesso no uso das fibras celulósicas de bambu, em diversos estados brasileiros, como Rio Grande do Sul, Pernambuco, Bahia e Maranhão. Entre os tipos de papéis se destacam os papéis kraft para embalagem, sem branqueamento, como papéis naturais para sacos, papéis para embalar em bobinas e formatos, capas de papelão ondulado e papéis micro-crepados para sacos multifoliados.

A seguir, os autores apresentam referências de literatura sobre o bambu, complementares às que já foram apresentadas na PinusLetter nº 31, quando tivemos uma edição com muitas informações sobre os bambus e seu potencial e aptidões celulósico-papeleiras.

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