Tensão térmica e taxa de reação em um reator para gaseificação de biomassa do tipo concorrente

A conversão da energia química da biomassa em outras formas de energia pode ser processada de diversas maneiras. Dentre essas, encontra-se a gaseificação, que utiliza reatores para conversão da biomassa em gás combustível. Para o dimensionamento de um gaseificador e seus constituintes, vários fatores devem ser levados em consideração, desde as características do combustível até as reais necessidades de energia térmica liberada. Especificamente no dimensionamento da grelha, alguns índices servem de referência, como a tensão térmica e a taxa de reação. Este trabalho teve como objetivos determinar a taxa de reação e a tensão térmica de uma grelha plana utilizada em um gaseificador bem como comparar os valores obtidos com aqueles recomendados para o dimensionamento de grelhas em fornalhas. Foi utilizado um gaseificador de biomassa de fluxo concorrente de pequena escala, ao qual foi acoplada uma câmara para combustão do gás produzido. O combustível utilizado foi toretes de eucalipto, em pedaços com diâmetro de 4 a 8 cm e comprimento de 10 a 20 cm. Conclui-se que os índices de taxa de reação e tensão térmica encontrados podem ser utilizados como parâmetros para o dimensionamento de grelhas de gaseificadores de leito fixo.

Interferência interespecífica entre Amaranthus hybridus L. e Amaranthus viridis L.

O objetivo deste trabalho foi estudar a interferência interespecífica entre duas espécies de Amaranthus -- A. viridis e A. hybridus ¾, esta última com dois biótipos distintos (verde e roxo); ambas ocorriam associadas em dois locais. Nas populações de cada local foram feitos ensaios de substituição independentes, em vasos, nos quais observou-se que as populações que germinam mais prontamente são as que vencem em competição, ou seja, se estabelecem e produzem maior número de sementes. Houve tendência de A. hybridus (tipo verde) dominar tanto A. hybridus (tipo roxo) como A. viridis, e de A. hybridus (tipo roxo) dominar A. viridis. Em cultivo misto, houve casos em que as espécies estavam competindo pelos mesmos recursos, ou explorando recursos diferentes do ambiente, ou mesmo com antagonismo mútuo.

Competição intra-específica entre Amaranthus hybridus L. e Amaranthus viridis L.

Ensaios de competição intra-específica foram conduzidos sobre Amaranthus viridis L. e A. hybridus L., a última espécie com dois biótipos distintos, tipo verde e tipo roxo. Os três ensaios, conduzidos separadamente, utilizaram cinco densidades de sementes por vaso. Em termos gerais, as sementes germinadas prontamente foram a razão do surgimento da próxima geração, visto que estabeleceram plântulas rapidamente e estas venceram em competição. A partir de certo número de sementes semeadas (20 por vaso), o número de plantas adultas obtidas revelou-se independente do número de sementes semeadas, o que indica que a capacidade de suporte do ambiente, ao invés do tamanho do banco de sementes no solo, é a razão da regulação do tamanho populacional; a mesma observação aplica-se à produção de matéria seca. Sob condições de competição, as espécies A. hybridus - tipo verde e A. viridis produziram maior quantidade de biomassa para reprodução (22% a 34%) do que A. hybridus - tipo roxo (15% a 18%). As primeiras, portanto, revelaram-se mais estrategistas-r que a última.

Biomassa e energia

Biomass was the dominating source of energy for human activities until the middle 19th century, when coal, oil, gas and other energy sources became increasingly important but it still represents ca. 10% of the worldwide energy supply. The major part of biomass for energy is still "traditional biomass" used as wood and coal extracted from native forests and thus non-sustainable, used with low efficiency for cooking and home heating, causing pollution problems. This use is largely done in rural areas and it is usually not supported by trading activities. There is now a strong trend to the modernization of biomass use, especially making alcohol from sugar cane thus replacing gasoline, or biodiesel to replace Diesel oil, beyond the production of electricity and vegetable coal using wood from planted forests. As recently as in 2004, sustainable "modern biomass" represented 2% of worldwide energy consumption. This article discusses the perspectives of the "first" and "second" technology generations for liquid fuel production, as well as biomass gaseification to make electricity or syngas that is in turn used in the Fischer-Tropsch process.

Cadeia produtiva de energia de biomassa na região do Planalto Sul de Santa Catarina: uma abordagem prospectiva

Objetivou-se, neste estudo, identificar e prospectar o comportamento futuro dos fatores críticos de desempenho da cadeia produtiva de energia a partir de biomassa de origem florestal, bem como as demandas de capacitação e de pesquisas. O estudo teve como área de abrangência os municípios da região de Lages, no Planalto Sul de Santa Catarina. Utilizou-se como metodologia a abordagem de prospecção foresight, desenvolvida através da projeção de especialistas com base no seu próprio conhecimento, mediante a aplicação de questionário Delphi, contemplando os elos da produção florestal e da indústria e a geração de energia. As principais conclusões foram: a) há disponibilidade de resíduos florestais para uso na geração de energia, sendo necessária a readequação do processo de colheita florestal; b) investimentos na qualificação de recursos humanos e em novas tecnologias nos processos industriais são requeridos para melhor aproveitar os recursos florestais; e c) tende a haver aumento do uso da biomassa de origem florestal para a produção de energia.

Influência das dimensões da biomassa estocada de Pinus taeda L. e Eucalyptus dunnii Maiden na qualidade do combustível para geração de energia

Este trabalho teve por objetivo determinar a influência das dimensões de biomassa sobre as alterações em suas propriedades durante a estocagem, visando seu uso na geração de energia. O experimento foi realizado no Município de Lages, SC, entre outubro de 2003 e fevereiro de 2005. Foram utilizadas toras com casca de Pinus taeda L. e Eucalyptus dunnii Maiden e costaneiras de Pinus spp., estocadas em pilhas, por um período de seis meses. As amostras para análise foram coletadas no estado recém-colhido, com dois, quatro e seis meses de estocagem. Foram utilizados quatro lotes, colhidos e armazenados segundo as estações do ano, permanecendo sob estocagem entre os meses de outubro a maio, janeiro a agosto, maio a novembro e agosto a fevereiro. As propriedades avaliadas foram: teor de umidade na base úmida, poder calorífico superior e líquido e teor de cinzas. As dimensões tiveram maior influência no teor de umidade e poder calorífico líquido. As costaneiras de Pinus sofreram maior perda de umidade, maior ganho de poder calorífico superior e inferior e menor teor de cinzas durante a estocagem. A costaneira foi também o material mais heterogêneo, com relação às variações ocorridas no armazenamento. As toras de Pinus tiveram a menor perda de umidade e o menor ganho energético. De forma geral e considerando as propriedades mais importantes para a geração de energia, as dimensões da biomassa tiveram maior influência que a espécie sobre a qualidade da biomassa na estocagem.

Produção de biomassa para geração de energia em povoamentos de Pinus taeda L. com diferentes idades

Os objetivos deste trabalho foram quantificar e qualificar a biomassa residual produzida em plantios comerciais de Pinus taeda L., em diferentes idades e sistemas de manejo, visando à geração de energia em sistemas de cogeração. As idades dos povoamentos foram: três anos (primeira poda), seis anos (terceira poda), 10 anos (terceira poda), 12 anos (primeiro desbaste), 14 anos (primeiro desbaste), 16 anos (segundo desbaste) e 24 anos (corte raso). Cinco árvores foram colhidas em cada idade, e seus componentes separados, pesados e analisados quanto ao teor de umidade e ao poder calorífico. Os dados quantitativos e qualitativos foram correlacionados para determinar o potencial de geração de energia elétrica a partir da biomassa florestal. Os plantios de Pinus taeda L. produziram de 30 a 95 t de biomassa florestal/ha, respectivamente, aos 3 e 24 anos de idade. O maior potencial produtivo de biomassa para a geração de energia são o corte raso (24 anos), o primeiro desbaste (14 anos) e a terceira poda (10 anos), respectivamente. O material com melhor qualidade para geração de energia foi o galho, com o menor teor de umidade (54%) e o maior poder calorífico líquido (1.784 kcal/kg), sendo 24, 14 e 10 anos as melhores idades. O sistema de manejo e as práticas silviculturais têm influência, juntamente com a idade, na produção de biomassa por unidade de área. O rendimento energético da biomassa recém-colhida é baixo, necessitando de tratamento prévio para redução do teor de umidade e aumento do poder calorífico líquido.

Avaliação de áreas potenciais ao cultivo de biomassa para produção de energia e uma contribuição de sensoriamento remoto e sistemas de informações geográficas

A humanidade sempre utilizou a biomassa para fins energéticos, porém com o aumento da demanda, ameaças à segurança energética e os danos para o ambiente e para a saúde decorrentes da utilização dos combustíveis fósseis, a importância desta fonte renovável vem sendo resgatada. Neste cenário, o planejamento agroenergético passa a ser de grande importância para países tropicais como o Brasil, pois permite viabilizar a produção de biomassa para energia onde esta é requerida, de forma sustentável, sem deixar de considerar os aspectos sociais e ambientais. Desta forma, o presente artigo tem por objetivo apresentar importantes questões relacionadas ao planejamento energético regional, como forma de contribuir para soluções e políticas públicas relacionadas à produção de energia de biomassa. Ademais, é apresentada a contribuição das técnicas de Sensoriamento Remoto e Sistemas de Informações Geográficas para avaliações de áreas potenciais ao cultivo de culturas bioenergéticas, além de um modelo conceitual que demonstra como essas técnicas podem constituir-se em ferramentas de apoio à tomada de decisão estratégica nesta área de bioenergia. Adicionalmente, algumas dificuldades e limitações para o planejamento territorial e agroenergético também foram relacionadas.

O poder político na energia e relações internacionais: o difícil equilíbrio entre o direito e a busca de segurança do Estado brasileiro

Neste artigo se tem a intenção de analisar algumas questões de política internacional que envolve temas energéticos. Tem-se em conta que as grandes potências dedicam grandes esforços para obter segurança energética por meio de políticas e planejamento estratégico condizente com a situação de conflito e disputa que o assunto provoca. Por conseguinte, o texto procura avaliar se, efetivamente, o Brasil também tem planos e estratégia coerente para dar cabo das questões mais importantes do sistema internacional que toca, inclusive, aos assuntos energéticos.

Sazonalidade e potencial energético da biomassa residual agrícola na região dos Campos Gerais do Paraná

RESUMO Teve-se por objetivo, neste trabalho, avaliar as disponibilidades sazonal e espacial da biomassa residual da colheita das principais culturas de grãos, na região dos Campos Gerais, PR, estimar o potencial teórico de produção de energia elétrica a partir desses resíduos, bem como identificar os municípios da região com maior potencial para instalação de termelétricas movidas a biomassa. Dados de produtividade de milho, soja, trigo, cevada, aveia branca e aveia preta foram obtidos, na Secretaria de Agricultura do Paraná, para as safras 2008/2009 e 2009/2010 e, a partir do índice e do calendário de colheitas, estimou-se a produção e sazonalidade da biomassa residual das culturas analisadas. Foram coletadas amostras de biomassa destas espécies e determinou-se o poder calorífico superior (PCS) e o potencial teórico de produção de energia elétrica a partir dos resíduos quantificados. Os Campos Gerais do Paraná produziram 3.862.130 (2008/2009) e 4.107.932 Mg ha−1 (2009/2010) de biomassa residual total com o cultivo das seis culturas. A disponibilidade de biomassa concentra-se em março e abril (aproximadamente 60%), sendo inexpressiva em dezembro, janeiro e entre junho e agosto. A biomassa residual da colheita de grãos apresentou PCS comparável ao de espécies florestais e potencial total de produção de energia de 3.932 (2008/2009) e 4.185 GWh ano−1 (2009/2010). Dos municípios analisados, Tibagi e Castro são os mais promissores para a instalação de termelétricas movidas a biomassa, por apresentarem maior produção e melhor distribuição sazonal dos resíduos.

Composição química e do conteúdo de energia do cariru (Talinum esculentum, Jacq.)

Estudos recentes têm relatado o estado pluricarencial da população dos estados da Região Norte do Brasil. Paradoxalmente nessa região encontra-se uma grande biodiversidade da flora com variadas frutas e hortaliças, ainda não tão conhecidas, mas que os pesquisadores acreditam ser altamente nutritivas. Entre elas, tem-se o cariru, planta herbácea da família Portulacea, hortaliça própria da região amazônica e de fácil cultivo. Amostras dessa verdura foram submetidas a determinações analíticas a fim de obter maiores informações sobre seu valor nutricional. A maior fração desse vegetal é a água (92,24%), seguida de lipídeos (3,04%), carboidratos (2,94%), minerais totais (1,71%) e de proteína (0,07%), constituindo um alimento de reduzido valor calórico (40 Kcal/100g). Tendo em vista os resultados encontrados na análise de minerais, essa folhosa pode ser considerada como excelente fonte de ferro, zinco e molibdênio, já que o consumo de 200 g/dia desse alimento atenderia as necessidades diárias desses nutrientes. Chama-se atenção para os conteúdos de selênio e manganês, onde 100g dessa biomassa fresca podem fornecer duas e três vezes, respectivamente, as quantidades recomendadas para adultos pelos órgãos internacionais de saúde, com as devidas precauções, já que excessos desses oligominerais podem causar danos à saúde. Sendo assim, recomenda-se a inclusão dessa folhosa no hábito alimentar brasileiro, por apresentar minerais em quantidades suficientes para minimizar o estado carencial de muitas pessoas, residentes na região Norte do país, exatamente onde é encontrada em abundância e com custo reduzido.

Estoques de carbono no solo e na biomassa em plantações de eucalipto

O eucalipto é a principal espécie florestal plantada no Brasil. Todavia, são escassas informações acerca do C estocado no solo e na biomassa desses plantios. Este trabalho teve como objetivos avaliar o estoque de C no solo (ECS) em plantações de eucalipto e determinar quais características edafoclimáticas determinam esse estoque. O estudo foi conduzido em eucalipto cultivado na região centro-leste do Estado de Minas Gerais, abrangendo cinco regiões: Cocais (CO), Rio Doce (RD), Sabinópolis (SA), Santa Bárbara (SB) e Virginópolis (VI). Foi calculado o estoque de C no solo até 100 cm de profundidade em plantações de eucalipto em áreas com predomínio de seis classes de solo: Cambissolo Háplico (CX), Latossolo Amarelo (LA), Latossolo Vermelho (LV), Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA), Neossolo Flúvico (RU) e Plintossolo Pétrico (FF). Os estoques de C no solo variaram entre regiões e classes de solo. O maior ECS ocorreu no LV, com 183,07 t ha-1 de C, seguido pelas classes de CX, LVA, LA, FF e RU, com 135,65, 130,95, 121,58, 112,01 e 95,08 t ha-1 de C, respectivamente. Em relação ao estoque médio de C no solo por região, considerando todas as classes de solo, o maior ECS foi de 141,22 t ha-1; determinado na região de VI, na profundidade até 100 cm de profundidade, seguida pelas regiões SA, CO, SB e RD, com 135,54, 127,26, 112,89 e 80,79 t ha-1 de C, respectivamente. Ao se considerar o estoque de C total no sistema solo-planta, aos 84 meses de idade, a região de SA foi a que apresentou maior estoque, com 251,61 t ha-1; e a região de RD, o menor estoque, com 186,84 t ha-1 de C. O ECS pode ser estimado por equações compostas por características edofoclimáticas, sendo a variação em ECS explicada por características como teor de argila e de Al3+; pela altitude e pelo déficit hídrico da região.

Durabilidade de compósito biomassa vegetal-cimento modificado por polímero

A durabilidade de compósito biomassa vegetal-cimento é um dos fatores mais importantes para a colocação desse material no mercado consumidor. A utilização de polímeros em concreto e argamassa, com o objetivo de melhorar sua durabilidade, é cada vez mais freqüente. Este estudo visou à caracterização de propriedades físicas e mecânicas de compósito biomassa vegetal-cimento modificado com polímeros e a análise da durabilidade desse compósito. Foi testado um polímero de base acrílica em compósitos produzidos com resíduo de Pinus caribaea. Foram realizados ensaios de envelhecimento acelerado, por meio de ciclos de molhamento e secagem, por imersão em água quente e ensaio de envelhecimento natural. As propriedades físicas do compósito avaliadas foram a massa específica aparente e a absorção total de água por imersão. As propriedades mecânicas foram determinadas por meio de ensaios de resistência à tração na flexão, analisando-se a tensão e a energia de ruptura. Os corpos-de-prova foram extraídos de placas executadas por simples prensagem. Ensaios de microscopia eletrônica de varredura foram utilizados para observar o estado da fibra e da matriz após os processos de envelhecimento. O uso de polímero melhorou o desempenho mecânico do compósito nas primeiras idades e também promoveu significativa redução da capacidade de absorção de água, demonstrando que o uso desse material pode vir a melhorar a durabilidade desses compósitos, uma vez que reduziu sensivelmente sua capacidade de absorção.

Viabilidade técnica e econômica da substituição de fontes convencionais de energia por biogás em assentamento rural do Estado de São Paulo

O objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade econômica da implantação de dois biodigestores com uso de dejetos animais em área do Assentamento de Trabalhadores Rurais no município de Itaberá - SP, no ano de 2005; um deles para o fornecimento de energia para os domicílios e outro para as atividades produtivas. Foram avaliados os benefícios referentes ao fornecimento de energia elétrica e térmica, a partir do biogás, para cinco domicílios da agrovila do assentamento e para as atividades produtivas, comparativamente aos custos de construção e operação para produção de biogás. Os resultados mostraram a viabilidade econômica da produção de gás em ambos os biodigestores. Foram gerados benefícios no valor de R$ 3.698,00 por ano e R$ 9.080,57 por ano, nos biodigestores para os domicílios e produção, respectivamente; bem como o equivalente a R$ 1.478,28 por ano referentes à produção de biofertilizante. O custo anual do processo é de R$ 1.218,50 em cada biodigestor. O prazo de recuperação do investimento é de 2,5 anos e 11 meses, para a produção de biogás nos domicílios e na produção, respectivamente. Os resultados podem ser utilizados para subsidiar políticas públicas direcionadas ao aproveitamento de biomassa para a produção de energia a baixos custos no segmento da agricultura familiar.

Capacidade de regeneração de Egeria densa nos reservatórios de Paulo Afonso, BA

Para controlar a proliferação de Egeria densa e reduzir os prejuízos que vêm causando na geração de energia em Paulo Afonso, é necessário conhecer sua capacidade de regeneração. Para isso, foram marcados quadrados de 4 m², em diferentes épocas do ano e em três profundidades (0-2, 2-6 e 6-9 m), e retiradas as biomassas de E. densa iniciais e três meses depois. Na profundidade de 0-2 m, as retiradas de plantas foram repetidas por cinco vezes, em quatro dos mesmos quadrados. Nesta profundidade, as massas regeneradas (518 g m-2) foram semelhantes às iniciais (482 g m-2), independentemente da época do ano (estação seca, geral: 506 g m-2; chuvosa: 513 g m-2) e da repetição da retirada. Na de 2-6 m, as massas regeneradas foram apenas 66% das iniciais (150 e 229 g m-2) e na de 6-9 m, apenas 21% (11,6 e 54,9 g m-2). A rápida recolonização e o grande crescimento de E. densa tornam muito difícil erradicá-la dos reservatórios do São Francisco. Sugere-se que seja explorado esse grande potencial de produção de biomassa.