1

Wood Waste Generated by the Wooden Housing Manufacturers in the Brazilian State of São Paulo

6 to 10 March 2016

Curitiba, Brazil

1 Wood Industrial Engineer and Direct-PhD student, USP/ESALQ, – Forestry Sciences, Brazil 2 Research Group LIGNO, Brazil 3 Assistant Professor Doctor, UNESP – Wood Industrial Engineering, Brazil 4 Full Professor Doctor, USP/ESALQ – Forestry Sciences, Brazil

Victor A. De Araujo1*, Juliano S. Vasconcelos2, Juliana C. Barbosa3,

Maristela Gava3, José N. Garcia4

2

Resíduos de Madeira Gerados pelas Empresas Produtoras de Casas de Madeira no Estado de São Paulo

6 a 10 de Março de 2016

Curitiba, Brasil

1 Eng. Madeireiro e Estudante de Doutorado Direto, USP/ESALQ, – Ciências Florestais, Brasil 2 Grupo de Pesquisa LIGNO, Brasil 3 Professor Assistente Doutor, UNESP – Engenharia Industrial Madeireira, Brasil 4 Professor Titular Doutor, USP/ESALQ – Ciências Florestais, Brasil

Victor A. De Araujo1*, Juliano S. Vasconcelos2, Juliana C. Barbosa3,

Maristela Gava3, José N. Garcia4

Introduction

INTRODUCTION INTRODUÇÃO

• THE INCONVENIENCE WITH GENERATION OF WOOD WASTE HAS BECOME AN INCREASING PROBLEM AMONG COMPANIES OF THE FORESTRY SECTOR.

• UMA INCONVENIÊNCIA COM A GERAÇÃO DE RESÍDUOS DE MADEIRA TORNOU-SE UM PROBLEMA CRESCENTE DENTRE AS EMPRESAS DO SETOR FLORESTAL.

4

INTRODUCTION INTRODUÇÃO

• WASTE REUSE OR RECOVERY HELPS IN THE HEALTH ISSUES AND IN THE PRESERVATION OF NATURAL RESERVES OF RAW MATERIALS, ELIMINATING STORAGE COSTS.

(ARRUDA FILHO et al., 2012)

• O REÚSO OU RECUPERAÇÃO DOS RESÍDUOS AUXILIAM NAS QUESTÕES SANITÁRIAS E NA PRESERVAÇÃO DAS RESERVAS NATURAIS, ELIMINANDO OS CUSTOS DE ARMAZENAMENTO.

(ARRUDA FILHO et al., 2012)

5

INTRODUCTION INTRODUÇÃO

• BRAZILIAN LAW 12.305/2010 INDICATES THAT SOLID WASTE IS A DISCARDED MATERIAL WITH CHARACTERISTICS WHICH IMPEDE ITS ELIMINATION IN SEWERS AND WATERCOURSES.

(BRASIL, 2010)

• A LEI 12.305/2010 INDICA QUE UM RESÍDUO SÓLIDO É UM MATERIAL DE DESCARTE COM CARACTERÍSTICAS AS QUAIS IMPEDEM SUA ELIMINAÇÃO EM ESGOTOS E CURSOS D’ÁGUA.

(BRASIL, 2010)

6

INTRODUCTION INTRODUÇÃO

• LIGNOCELLULOSIC WASTE HAS EXTENSIVE REUSABILITY IN:

• ENERGY PURPOSES;

• NEW COMPOSITES;

• BASIC RAW MATERIAL FOR HIGH VALUE ADDED PRODUCTS.

• RESÍDUOS LIGNOCELULÓSICOS TEM UM REUSO AMPLO EM:

• FINS ENERGÉTICOS;

• NOVOS COMPÓSITOS;

• MATÉRIA-PRIMA BÁSICA PARA PRODUTOS DE MAIOR VALOR.

7

INTRODUCTION INTRODUÇÃO

• IN BRAZIL, TECHNOLOGICALLY BACKWARD OF THE WOOD EXTRACTION IN FOREST IS SIMILAR TO THE OBSERVED IN THE WOOD PROCESSING AND ITS MECHANICAL CLASSIFICATION.

(GONÇALVES & BARTHOLOMEU, 2000)

• NO PAÍS, O ATRASO TECNOLÓGICO DA EXTRAÇÃO FLORESTAL É SIMILAR AO VISTO NO PROCESSAMENTO DA MADEIRA E NA SUA CLASSIFICAÇÃO MECÂNICA.

(GONÇALVES & BARTHOLOMEU, 2000)

8

INTRODUCTION INTRODUÇÃO

• LARGE QUANTITIES OF RESIDUAL RAW MATERIALS ARE LOST DUE TO OBSOLETE MACHINERY.

• ALTHOUGH WASTE PRESENTS POTENTIAL USES, THE BRAZILIAN REALITY IS COMPLEX AND STAGNANT.

• GRANDES QUANTIDADES DE MATÉRIAS-PRIMAS RESIDUAIS SÃO PERDIDAS DEVIDO À OBSOLESCÊNCIA DAS MÁQUINAS.

• EMBORA OS RESÍDUOS APRESENTEM POTENCIAL DE USO, A REALIDADE BRASILEIRA É COMPLEXA E ESTAGNADA.

9

INTRODUCTION INTRODUÇÃO

• SÃO PAULO IS A SOUTHEASTERN STATE AND IT PRESENTS AN IMPORTANT FORESTRY VOCATION IN BRAZIL.

• IT IS THE SECOND STATE WITH HIGHER LOG PRODUCTION, JUSTIFIED BY THE 17% OF THE NATIONAL PRODUCTON.

• SÃO PAULO É UM ESTADO DO SUDESTE E APRESENTA UMA IMPORTANTE VOCAÇÃO FLORESTAL NO BRASIL.

• É O SEGUNDO ESTADO COM MAIOR PRODUÇÃO DE TORAS, JUSTIFICADO PELOS 17% DA PRODUÇÃO NACIONAL.

10

INTRODUCTION INTRODUÇÃO

• Figure 1. Map of São Paulo State, Brazil.

• Figura 1. Mapa do Estado de São Paulo, Brasil.

11

SÃO PAULO

Objectives

OBJECTIVES OBJETIVOS

• SHARE AND ELUCIDATE THE DATA ON WASTE GENERATION PRODUCED BY THE WOOD HOUSE MANUFACTURERS IN SP.

• SUPPORT THE SECTOR IN DISCUSSIONS ABOUT THE WASTES, CONTRIBUTING TO THE DEVELOPMENT OF THIS CHAIN.

• DIFUNDIR E ELUCIDAR DADOS DA GERAÇÃO DE RESÍDUOS DOS FABRICANTES DE CASAS EM MADEIRA EM SP.

• FOMENTAR O SETOR EM DISCUSSÕES SOBRE OS RESÍDUOS, CONTRIBUINDO COM O DESENVOLVIMENTO DESSA CADEIA.

13

Method

METHOD MÉTODO

• THIS STUDY IS A SIDE VIEW OF A WIDE RESEARCH OF DIRECT-PHD REALIZED AT USP-ESALQ.

• MAIN RESEARCH: “DIAGNOSIS OF BRAZILIAN PRODUCTION CHAIN OF WOODEN HOUSING INDUSTRY”.

• ESSE ESTUDO É UM RECORTE DE UMA AMPLA PESQUISA DE DOUTORADO-DIRETO REALIZADO NA USP-ESALQ.

• PESQUISA PRINCIPAL: “DIAGNÓSTICO DA CADEIA PRODUTIVA BRASILEIRA DA INDÚSTRIA DE HABITAÇÕES EM MADEIRA”.

15

METHOD MÉTODO

• VERIFICATION OF WOODEN HOUSING INDUSTRIES AT SP;

• INDUSTRIAL WOODEN WASTE IDENTIFICATION TO CHECK:

• Estimation of wood waste volume per company (in cubic meters);

• Types, characteristics and destination of wooden waste generated in the production of a 100 m2 house unit.

• VERIFICAÇÃO DE INDÚSTRIAS DE CASAS EM MADEIRA EM SP.

• IDENTIFICAÇÃO DOS RESÍDUOS INDUSTRIAIS PARA CHECAR:

• Estimativa do volume de resíduos madeireiros por empresa;

• Tipos, características e destinos dos resíduos madeireiros gerados na produção de uma unidade habitacional de 100m2.

16

Results

RESULTS RESULTADOS

• THE FINAL SCORE PROSPECTED 36 COMPANIES.

• 29 MANUFACTURERS WERE EVALUATED IN 18 CITIES:

• Arujá, Atibaia, Avaré, Boituva, Bragança Paulista, Campinas, Capão Bonito, Embu, Itatiba, Salto de Pirapora, Santa Isabel, São Carlos, São Paulo (capital), Sorocaba, Suzano, Taquarivaí, Vargem Grande Paulista and Várzea Paulista.

• A CONTAGEM FINAL PROSPECTOU 36 FABRICANTES.

• FORAM AVALIADAS 29 FABRICANTES EM 18 CIDADES:

• Arujá, Atibaia, Avaré, Boituva, Bragança Paulista, Campinas, Capão Bonito, Embu, Itatiba, Salto de Pirapora, Santa Isabel, São Carlos, São Paulo (capital), Sorocaba, Suzano, Taquarivaí, Vargem Grande Paulista and Várzea Paulista.

18

RESULTS RESULTADOS

• Figure 2. Visited Cities and Companies.

• Figura 1. Cidades e Empresas Visitadas.

19

2 3

1 5

1 2

1

SÃO PAULO STATE

1 1

2 1

1

1

2

1 1

1

2

RESULTS RESULTADOS

• Table 1. Statistical analysis: simple random sampling.

• Tabela 1. Análise estatística: amostragem aleatória simples.

20

Total Population

(number of industries) Sample Analyzed

(number of industries) Current Margin of Error

(percentage)

36 29 8,0

RESULTS RESULTADOS

• THE WOODEN WASTES WERE DIVIDED IN THREE CLASSES:

• Sawn wood: lumbers, solid beams, etc.;

• Treated wood: wood chemically modified with preservatives;

• Wood composites: wood-based panels and beams.

• RESÍDUOS MADEIREIROS FORAM DIVIDIDOS EM 3 CLASSES:

• Madeira serrada: tábuas, vigas maciças, etc.;

• Madeira tratada: modificada quimicamente com preservantes;

• Compósitos de madeira: painéis e vigas derivadas de madeira.

21

RESULTS RESULTADOS

• Table 2. Waste destination according to their characteristics.

• Tabela 1. Destino dos resíduos segundo suas características.

22

Waste Destination

Classes of Wood Waste (number of companies)

Sawn Wood Treated Wood Composites

Reuse small pieces in products1 20 15 10

Dumpster for landfill site 10 12 10

Biomass for energy 5 4 3

Outdoor incineration (uncontrolled) 2 1 –

Donation for artisans2 / companies3 9 7 5

Sale for other companies 11 8 5

It does not generate this waste 7 10 16

1 reuse trims and shaving in the houses or other manufactured products of this company 2 use in the production of small objects, decorative art and furniture 3 use as animal fodder, fertilizer, furniture and manufactured goods

RESULTS RESULTADOS

• THE WOODS OF PLANTED FORESTS ARE THE MOST POPULAR OPTION, BECAUSE OF THE HIGHER AVAILABILITY AND COMPETITIVE COSTS OF CULTIVATION AND TRANSPORT.

• THE NATIVE WOODS POSSIBLY ARE EXTRACTED IN HUMAN-MANAGED FORESTS IN NORTH OF BRAZIL.

• AS MADEIRAS DAS FLORESTAS PLANTADAS SÃO AS OPÇÕES MAIS POPULARES, POR CAUSA DE SUA DISPONIBILIDADE ALTA E CUSTOS COMPETITIVOS DE CULTIVO E TRANSPORTE.

• AS MADEIRAS NATIVAS SÃO POSSIVELMENTE EXTRAÍDAS DE FLORESTAS MANEJADAS NO NORTE DO BRASIL.

23

RESULTS RESULTADOS

• ABOUT 83% OF COMPANIES OF SÃO PAULO STILL USE THE NATIVE WOODS IN THEIR HOUSING PRODUCTIONS.

• DESPITE THIS, THE TREND IS DECREASING BECAUSE OF THE HIGH COSTS AND THE LOW OFFERING OF NATIVE WOOD.

• POR VOLTA DE 83% DAS EMPRESAS PAULISTAS AINDA USAM AS MADEIRAS NATIVAS EM SUAS PRODUÇÕES DE CASAS.

• APESAR DISSO, A TENDÊNCIA ESTÁ CAINDO POR CONTA DOS PREÇOS ELEVADOS E DA BAIXA OFERTA DE MADEIRA NATIVA.

24

RESULTS RESULTADOS

• 11% OF COMPANIES OF SÃO PAULO ALREADY USE ONLY THE WOODS FROM PLANTED FORESTS TO PRODUCE HOUSING.

• 22% OFFER THE BOTH WOODS (REFORESTED AND NATIVE).

• 11% DAS EMPRESAS PAULISTAS JÁ USAM SOMENTE AS MADEIRAS DE REFLORESTAMENTO NA PRODUÇÃO DE CASAS.

• 22% OFERECEM AMBAS (REFLORESTADA E NATIVA).

25

RESULTS RESULTADOS

• TREATED WOOD FROM PLANTED FORESTS IS OFFERED BY 62% OF THE COMPANIES, REVEALING IN A POSITIVE TREND.

• WOOD COMPOSITES APPLICATION IS NOTORIOUS, BECAUSE 48% OF COMPANIES ALREADY USE THEM IN THEIR HOUSES.

• A MADEIRA REFLORESTADA TRATADA É OFERECIDA POR 62% DAS EMPRESAS, REVELANDO EM UMA TENDÊNCIA POSITIVA.

• USO DE COMPÓSITOS DE MADEIRA É NOTÓRIO POIS 48% DAS EMPRESAS JÁ UTILIZAM-NOS EM SUAS CASAS.

26

RESULTS RESULTADOS

• Figure 3. Waste classes according to the industries quantity.

• Figura 1. Classes de resíduos segundo o montante industrial.

27

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Native Sawn Wood

Reforested Sawn Wood

Treated Native Sawn Wood

Treated Reforested Sawn Wood

Structural Plywood

Oriented Strand Board (OSB)

I-joist of OSB and Sawn Wood

Glued Laminated Timber

Fibercement

Cross Laminated Timber (CLT)

RESULTS RESULTADOS

• 3 COMPANIES PRESENTED HIGHER WASTE GENERATION DUE TO THE SAWMILL OPERATIONS (1st and 2nd sawings).

• WE CAN VERIFY THAT AT LEAST 7 COMPANIES (~13% OF ALL) NEVER CHECKED THEIR WOODEN WASTES.

• 3 FABRICANTES APRESENTARAM ELEVADA GERAÇÃO DE RESÍDUOS EM VIRTUDE DA SERRARIA (1° e 2 ° desdobros).

• PODE-SE VERIFICAR QUE AO MENOS 7 EMPRESAS (~13% DE TODAS) NUNCA CHECARAM OS SEUS RESÍDUOS DE MADEIRA.

28

RESULTS RESULTADOS

• Table 3. Waste generation according to production

• Tabela 3. Geração de resíduos segundo etapas de manufatura

29

30 Estimative of Wood Waste by Production Stage for a single-storey house of 100m2 (m3)

Evaluated

Companies

First

Cutting

Second

Cutting

Plant

Machining

On Site

Machining

Total

Estimative

01 WFR – – – 5.00 5.00

02 WFR – – – 5.00 5.00

03 HCO – – 4.00 – 4.00

04 HCO – – – 5.00 5.00

05 HCO – – 4.00 – 4.00

06 WFR – – – 0.85 0.85

07 HCO – – – 1.00 1.00

08 CWO – – – 0.25 0.25

09 HCI 3.00 1.50 0.50 – 5.00

10 WFR – – – 1.00 1.00

11 MOD – – 0.60 – 0.60

12 HCO – – – 3.00 3.00

13 HCI 10.00 3.00 1.44 – 14.44

14 HCO – – – 0.20 0.20

15 HCO – – – 0.50 0.50

16 PBO – – – 0.18 0.18

17 PBO – – – 0.75 0.75

18 PBO – – – 2.00 2.00

19 MOD – – 0.50 – 0.50

20 PBO – – – 4.00 4.00

21 HCO – – 5.00 5.00 10.00

22 HCO – – 0.54 – 0.54

23 HCI 2.00 0.25 0.50 – 2.75

24 LHI – – 2.70 – 2.70

25 WFR – – – 2.00 2.00

26 MOD – – 2.20 – 2.20

27 PBO – – 2.50 2.50 5.00

28 PBO – – – 5.00 5.00

29 CLT – – 10.00 0.20 10.20

+ 50% inputs will

convert in waste!

RESULTS RESULTADOS

• MANY COMPANIES PRESENTED LOW MECHANIZATION AND VERY SMALL PROCESSING.

• THE LOW RATIONALIZATION OF SOME WOODEN TYPOLOGIES ALSO CONTRIBUTED WITH THIS HIGH WASTE GENERATION.

• MUITAS EMPRESAS APRESENTARAM BAIXA MECANIZAÇÃO E PROCESSAMENTO DE MADEIRA REDUZIDO.

• BAIXA RACIONALIZAÇÃO DE ALGUMAS TIPOLOGIAS TAMBÉM CONTRIBUÍRAM COM ESSA ALTA GERAÇÃO DE RESÍDUOS.

31

Conclusions

CONCLUSIONS CONCLUSÕES

33

• A RELEVANT POINT IS A CONTINUOUS USE OF NATIVE WOOD BY MANY INDUSTRIES IN WOODEN HOUSING OF SÃO PAULO.

• IT COULD BE MINIMIZED WITH THE USE OF OTHER WOOD SPECIES FROM PLANTED FORESTS (Pine and Eucalyptus).

• UM PONTO RELEVANTE É UM USO CONTÍNUO DE MADEIRA NATIVA POR MUITOS FABRICANTES PAULISTAS DE CASAS.

• PODERIA SER MINIMIZADO COM O USO DE OUTRAS ESPÉCIES DE MADEIRA DE FLORESTAS PLANTADAS (Pinus e Eucalipto).

CONCLUSIONS CONCLUSÕES

34

• WOOD HOUSING INDUSTRIES DO NOT HAVE DETAILED DATA ABOUT THEIR WASTES FROM THEIR PRODUCTION STAGES.

• THIS FACT IS HIGHLIGHTED BECAUSE OF THE LACK OF DATA ABOUT ACTUAL VOLUMES AND TYPES OF WASTE GENERATED.

• INDÚSTRIAS DE CASAS DE MADEIRA NÃO TEM QUAISQUER DADOS DETALHADOS DOS RESÍDUOS DE SUAS PRODUÇÕES.

• ESSE FATO É REFORÇADO POR CONTA DA FALTA DE DADOS SOBRE O VOLUME ATUAL E TIPOS DE RESÍDUOS GERADOS.

CONCLUSIONS CONCLUSÕES

35

• PROBLEMS STILL EVIDENCED ON ACCOUNT OF

• INADEQUATE MANAGEMENT IN EACH PRODUCTION STAGE;

• LOW MATERIAL RATIONALIZATION;

• LOW REUSE OF WASTE;

• ABSENCE OF A SELECTIVE SEPARATION OF WOOD WASTES.

• OS PROBLEMAS AINDA SE EVIDENCIARAM POR CONTA DO:

• MANEJO INADEQUADO EM CADA PRODUÇÃO;

• BAIXO NÍVEL DE RACIONALIZAÇÃO DE MATERIAL;

• BAIXO REUSO DOS RESÍDUOS MADEIREIROS;

• FALTA DE SEPARAÇÃO SELETIVA DOS RESÍDUOS DE MADEIRA.

CONCLUSIONS CONCLUSÕES

36

• THIS STUDY COULD INFLUENCE THESE INDUSTRIES IN THE CREATION OF INNOVATIVE PLANS OF WASTE MANAGEMENT FOR ENVIRONMENTALLY FRIENDLY PROCESSES:

• INCREASING THE COMPETITIVENESS / PRODUCTION EFFICIENCY;

• DECREASING THE HOUSING COSTS.

• ESSE ESTUDO PODERIA INFLUENCIAR ESSAS INDÚSTRIAS NA CRIAÇÃO DE PLANOS INOVADORES DE GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS PARA PROCESSOS AMBIENTALMENTE CORRETOS:

• AUMENTANDO A COMPETITIVIDADE / EFICIÊNCIA PRODUTIVA;

• REDUZINDO OS CUSTOS DAS CASAS DE MADEIRA.

CONCLUSIONS CONCLUSÕES

37

• A LACK OF INCISIVE PUBLIC POLICIES IS OBSERVED, WHICH COULD MITIGATE THE ENVIRONMENTAL LIABILITIES CREATED BY THIS ISSUE, SUCH AS THE CHEMICALLY MODIFIED WASTE.

• UMA CARÊNCIA DE POLÍTICAS PÚBLICAS INCISIVAS É VISTA, A QUAL PODERIA MITIGAR OS PASSIVOS AMBIENTAIS CRIADOS POR ESSE PROBLEMA, TAIS COMO RESÍDUOS MODIFICADOS QUIMICAMENTE.

Presentation References

REFERÊNCIAS REFERENCES

• Arruda Filho NT et al. (2012) Resistência mecânica de compósitos cimentícios leves utilizando resíduos industriais e fibras de sisal. Agriambi 16: 894-902.

• Brasil (2010) Lei nº 12.305, de 2 de Agosto de 2010. Brasília: Casa Civil. Pages 1-23.

• Gonçalves R, Bartholomeu A (2000) Avaliação do desempenho de ensaio não-destrutivo em vigas de madeira de Eucalyptus citriodora e Pinus elliiottii. Agriambi 4: 269-274.

39

Thanks! Obrigado!

Victor Almeida De Araujo

Wood Industrial Engineer and Direct-PhD student in Forest Resources

victor@usp.br / engim.victor@yahoo.de

/profile/Victor_Almeida_De_Araujo

/ F-7545-2013

/ VictorAlmeidaDeAraujo

/ 0000-0002-2747-4738