Durabilidade de colectores solares térmicos: novas competências do LNEG para as empresas [Comunicação oral]

Palestra no âmbito do projeto DURASOL

Energy requirements for the continuous biohydrogen production from Spirogyra biomass in a sequential batch reactor

The current energy market requires urgent revision for the introduction of renewable, less-polluting and inexpensive energy sources. Biohydrogen (bioH2) is considered to be one of the most appropriate options for this model shift, being easily produced through the anaerobic fermentation of carbohydrate-containing biomass. Ideally, the feedstock should be low-cost, widely available and convertible into a product of interest. Microalgae are considered to possess the referred properties, being also highly valued for their capability to assimilate CO2 [1]. The microalga Spirogyra sp. is able to accumulate high concentrations of intracellular starch, a preferential carbon source for some bioH2 producing bacteria such as Clostridium butyricum [2]. In the present work, Spirogyra biomass was submitted to acid hydrolysis to degrade polymeric components and increase the biomass fermentability. Initial tests of bioH2 production in 120 mL reactors with C. butyricum yielded a maximum volumetric productivity of 141 mL H2/L.h and a H2 production yield of 3.78 mol H2/mol consumed sugars. Subsequently, a sequential batch reactor (SBR) was used for the continuous H2 production from Spirogyra hydrolysate. After 3 consecutive batches, the fermentation achieved a maximum volumetric productivity of 324 mL H2/L.h, higher than most results obtained in similar production systems [3] and a potential H2 production yield of 10.4 L H2/L hydrolysate per day. The H2 yield achieved in the SBR was 2.59 mol H2/mol, a value that is comparable to those attained with several thermophilic microorganisms [3], [4]. In the present work, a detailed energy consumption of the microalgae value-chain is presented and compared with previous results from the literature. The specific energy requirements were determined and the functional unit considered was gH2 and MJH2. It was possible to identify the process stages responsible for the highest energy consumption during bioH2 production from Spirogyra biomass for further optimisation.

Estudo da influência do nevoeiro salino nas propriedades de calcários portugueses

O nevoeiro salino é um agente de meteorização importante para a maioria dos materiais de construção. Os produtos em pedra natural não são exceção. A estrutura das rochas geralmente apresenta características texturais (rede de poros, microfissuras, fissuras, planos de xistosidade, etc.), que facilitam a penetração do nevoeiro salino na pedra e a condensação no seu interior. A presença da solução salina pode conduzir à degradação da rocha e em casos extremos, à sua total desintegração, através de mecanismos físicos decorrentes da cristalização de sais, da hidratação destes, ou de distintas dilatações/retrações térmicas entre sal e rocha. Contudo, a pedra também pode ser alterada por processos químicos, dos quais a dissolução dos carbonatos é um exemplo. Entre os principais tipos de rocha explorados em Portugal, os calcários são particularmente suscetíveis ao nevoeiro salino, posto que geralmente apresentam porosidades abertas com valores elevados e uma rede de poros que permite uma penetração mais profunda do nevoeiro salino na estrutura da pedra. O estudo do comportamento dos calcários ao nevoeiro salino assume particular importância em Portugal, devido ao facto do país possuir uma orla costeira extensa, grande parte da qual sob a influência de nevoeiro salino. É o litoral que apresenta a maior densidade populacional e, consequentemente, onde se concentram as construções. Além disto, Portugal possui vastas reservas de calcários ornamentais, que são utilizados em larga escala como materiais de construção, desde tempos imemoriais e cuja procura pelo mercado externo, tem vindo a sofrer um incremento significativo. Para este estudo foram selecionados seis calcários portugueses amplamente aplicados e com propriedades físico-mecânicas diferentes. Depois de analisadas as suas características petrográficas, químicas e as principais propriedades tecnológicas, os calcários foram submetidos aos seguintes ensaios de envelhecimento: choque térmico, gelo e nevoeiro salino. A determinação de todas as características tecnológicas através de normas europeias, permitiu uma análise crítica dos respetivos métodos de ensaio e a elaboração de propostas de melhoria de alguns dos métodos. No nevoeiro salino, a avaliação deste ensaio foi complementada com as determinações e análises a seguir apresentadas, não exigidas pela norma europeia: variações na absorção de água e na resistência à flexão; comparação do ensaio em três acabamentos superficiais distintos; análises comparativas de imagens macroscópicas da superfície, de imagens através de lupa binocular e de imagens de eletrões secundários, obtidas com recurso a microssonda eletrónica. Os resultados permitiram avaliar a aptidão dos calcários para os principais tipos de aplicações e, dentro de cada uma, para condições específicas de uso. Assim, foi possível definir as utilizações recomendadas para cada calcário, com o objectivo de maximizar a sua durabilidade. Os ensaios de envelhecimento possibilitaram determinar a resistência dos calcários perante várias condições climáticas específicas, incluindo as existentes em zonas costeiras. A análise detalhada dos resultados do nevoeiro salino reforça o conhecimento de que a porosidade aberta desempenha um papel determinante no comportamento dos calcários neste ensaio de durabilidade. Verificou-se, também, que os acabamentos superficiais grosseiros são mais suscetíveis ao nevoeiro salino, mas menos sensíveis às alterações cromáticas provocadas por este ensaio. Constatou-se que o nevoeiro salino gera perda de brilho nas superfícies com acabamento polido. Por fim, concluiu-se que a perda de massa registada por todas as amostras de calcário ensaiadas, ficou a dever-se essencialmente a processos de dissolução do CaCO3.