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.

Biomassa microbiana e matéria orgânica em solo de Caatinga, cultivado com melão na Chapada do Apodi, Ceará

O uso contínuo, ao longo dos anos, do sistema convencional de preparo do solo pode alterar os atributos microbiológicos do solo, causando a redução da biomassa e da atividade microbiana. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi avaliar, sob cultivo do melão (Cucumis melo L.), as alterações microbiológicas do solo, assim como as do teor de matéria orgânica, nas profundidades de 0 a 0,10, 0,10 a 0,20, 0,20 a 0,30 e 0,30 a 0,40 m, ao longo dos anos sob cultivo do melão, durante três, cinco e dez anos, em Cambissolo Háplico eutrófico, a fim de compará-los com os do solo da mata natural (Caatinga). As amostras foram coletadas, aleatoriamente, na Fazenda Melão Doçura, localizada no município de Quixeré, Ceará, e encaminhadas para o Laboratório de Análise de Solos, Água e Planta da UFERSA, Mossoró, Rio Grande do Norte. Determinaram-se os teores de matéria orgânica (MO), o de carbono da biomassa microbiana (CBM) e o quociente microbiano (qMIC). O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado (DIC), disposto em esquema fatorial 4 x 4 (Fator I, anos de cultivo; Fator II, causa de variação na profundidade), com três repetições. Os resultados mostraram que a matéria orgânica aumentou a partir dos cinco anos de cultivo do melão. O carbono da biomassa microbiana foi elevado nas camadas superficiais, independentemente do tempo de cultivo, por causa da maior disponibilidade da matéria orgânica, água e nutrientes, e o quociente microbiano diminuiu com o tempo, apresentando menor concentração no cultivo de dez anos do melão, discriminando as possíveis alterações decorrentes do uso agrícola do solo.

Fluxo de biomassa em capim-massai durante o estabelecimento e rebrotação com e sem adubação nitrogenada

A produção de biomassa em uma pastagem pode ser incrementada com o uso de fertilizantes, principalmente os nitrogenados. Diante disso, objetivou-se, com este trabalho, avaliar o fluxo de biomassa do capim-massai, durante o estabelecimento e a rebrotação, em casa de vegetação, sob cinco doses de nitrogênio (0; 150; 300; 450 e 600 mg de N dm-3 de solo), em delineamento inteiramente casualizado, com medidas repetidas no tempo, e cinco repetições. A taxa de alongamento foliar foi incrementada pelas doses de nitrogênio (N) e o crescimento de estabelecimento apresentou maior valor, em relação ao das rebrotações. A taxa de alongamento das hastes não foi influenciada pelas doses de N. O crescimento de estabelecimento apresentou maior valor para esta variável, em relação ao das rebrotações. A taxa de senescência foliar anterior não sofreu influência das doses de N, porém, foi alterada entre os ciclos de crescimento. O número de folhas vivas por perfilho foi superior, para as maiores doses e no estabelecimento, o inverso ocorrendo para o filocrono. A dose aplicada de 600 mg dm-3 de N proporcionou um incremento de 448%, na taxa de produção de forragem, e de 455%, na taxa de acúmulo de forragem, em relação àquelas do manejo sem N. A adubação nitrogenada proporciona respostas positivas nas variáveis do fluxo de biomassa do capim-massai.

Biomassa seca acumulada, partições e rendimento industrial da cana-de-açúcar irrigada no Semiárido brasileiro

Objetivou-se, com este trabalho, determinar parâmetros de crescimento e de rendimento da cana-de-açúcar cv. RB92579, sob regime de irrigação, no Semiárido brasileiro, visando a avaliar o desempenho desta cultura nas condições edafoclimáticas locais. Foram avaliados o acúmulo de biomassa seca e as suas respectivas partições, durante dois ciclos consecutivos de cana-de-açúcar (soca e ressoca), além dos indicadores de rendimento e de qualidade da cultura ao final do período experimental. Em ambos os ciclos, foram realizadas dez coletas de amostras para se determinar a biomassa seca de seis componentes estruturais dos perfilhos (folhas verdes, bainhas, parte emergente, pseudocolmos, folhas e bainhas mortas e colmo). A cana-de-açúcar apresentou elevado acúmulo de biomassa seca da parte aérea da planta, com valor médio de 6.493 g m-2 para os dois ciclos de cultivo. No início do seu crescimento, os fotoassimilados foram destinados prioritariamente às folhas verdes, bainhas, parte emergente e pseudocolmos. Em fase posterior de crescimento, os fotoassimilados passaram a ser utilizados na formação dos colmos. Os resultados obtidos foram muito semelhantes para os ciclos de soca e ressoca. Os modelos ajustados para descrever a evolução da biomassa seca e de suas respectivas partições apresentaram ajustes satisfatórios, em função dos dias após o corte. O elevado rendimento industrial (133,88 ± 40,84 t ha-1) e a alta concentração de sacarose por biomassa seca (0,34 ± 0,10 g g-1) proporcionaram valores elevados de produção de açúcar (17,75 ± 4,44 t ha-1) e de álcool (12,73 ± 3,23 t ha-1), indicando alto desempenho produtivo da RB92579 para a região.

Estimativas de biomassa para plantas de bambu do gênero Guadua

Este trabalho objetivou ajustar equações para estimar a biomassa total de plantas de bambu, do gênero Guadua, bem como comparar o ajuste de equações por regressão linear com a técnica de mineração de dados. Foram utilizados 38 colmos de bambu, nos quais foram mensuradas as variáveis diâmetro à altura do peito (dap), diâmetro do colo do colmo e altura do colmo, seguido da determinação de massa total por método destrutivo. A biomassa determinada em 25 colmos foi utilizada para ajuste de equações pelo método dos mínimos quadrados e 13 colmos serviram para a validação da melhor equação. As frações de biomassa por compartimento diferem significativamente (p < 0,05) entre si. A maior fração da biomassa corresponde ao colmo, representando 69,2% do total, seguida pela dos rizomas, dos galhos e da folhagem, com 15,7; 10,8 e 4,2%, respectivamente. A melhor equação ajustada para estimar a biomassa total apresentou coeficiente de determinação de 0,93 e erro padrão da estimativa de 15%. Já a técnica de mineração de dados apresentou coeficiente de determinação de 0,81, com erro padrão de 23,8%. Pode-se estimar acuradamente a biomassa de Guadua por regressão linear e por mineração dos dados. Neste trabalho, o método de regressão apresentou melhor desempenho. A limitação de dados pode ser o fator determinante para o pior desempenho da técnica de mineração de dados, pois requer uma massa de dados mais ampla para funcionar satisfatoriamente.

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.

Identificação da microbiota fúngica de ambientes considerados assépticos

Objetivou-se isolar e identificar a microbiota fúngica em ambientes considerados assépticos, através de exposições com meios de cultivo adequados, em três épocas distintas do ano, antes e imediatamente após as manobras técnicas realizadas em três áreas de trabalho: ambiente aberto, ambiente fechado sem filtração de ar e ambiente fechado com filtração de ar, utilizadas em produção de imunobiológicos. Os meios ágar-Sabouraud e ágar-soja, enriquecidos com 0,2% de extrato de levedura e sem cloranfenicol, foram estudados quanto à sua eficácia no isolamento de bolores e leveduras, considerando-se o número de colônias desenvolvidas e a freqüência dos diversos fungos isolados. Isolaram-se 67 espécimens, sendo 64 fungos filamentosos (bolores) e três leveduras. Dos bolores, 54 pertenciam a 22 gêneros da divisão Deuteromycota, famílias Moniliaceae e Dematiaceae, cinco amostras filamentosas foram incluídas na ordem Agonomycetales (Mycelia Sterilia), e uma amostra foi classificada na divisão Deuteromycota, ordem Sphaeropsidales, classe Coelomycetes. Da divisão Zygomycota, ordem Mucorales, família Mucoraceae, um único mucoráceo foi identificado até gênero. As três leveduras pertenciam também à divisão Deuteromycota (Fungi Imperfecti), família Cryptococcaceae, e foram identificadas como sendo duas Rhodotorula rubra e uma Torulopsis candida. Comprovou-se que o número de colônias isoladas aumentou após a realização das monobras técnicas e que a filtração de ar através de filtros tipo HEPA, reduzindo o número de colônias isoladas nos ambientes fechados, aumenta a segurança do trabalho; comumente é recomendada para áreas de atividade técnica cujos resultados satisfatórios estão diretamente relacionados com uma baixa incidência de contaminantes.

Possíveis implicações da contaminação fúngica num aviário

Introdução – Apesar de em Portugal se verificar o aumento da indústria da produção de aves para consumo humano, apenas alguns estudos incidem sobre a qualidade do ar interior e as implicações da sua degradação. Objectivos – Descrever a contaminação fúngica num aviário, analisar possíveis associações com a temperatura ambiente e a humidade relativa e o possível impacto na saúde dos consumidores e trabalhadores desta unidade. Métodos – Foi desenvolvido um estudo descritivo para avaliar a contaminação fúngica num aviário. Colheram‑se 5 amostras de ar de 100 litros através do método de compactação e 4 amostras de superfícies, utilizando a técnica da zaragatoa e um quadrado de 10 cm de lado de metal. Simultaneamente, os parâmetros ambientais – temperatura ambiente e humidade relativa – também foram medidos. Resultados – Foram identificadas vinte espécies de fungos no ar, sendo os seguintes os quatro géneros mais comummente isolados: Cladosporium (40,5%), Alternaria (10,8%), Chrysosporium e Aspergillus (6,8%). Nas superfícies, 21 espécies de fungos foram identificadas, sendo os 4 géneros mais identificados Penicillium (51,8%), Cladosporium (25,4%), Alternaria (6,1%) e Aspergillus (4,2%). Importa referir o facto de Aspergillus flavus, também isolado no ar, ser reconhecido como produtor de micotoxinas (aflatoxina) e Aspergillus fumigatus, uma das espécies isoladas no ar e superfícies, ser capaz de causar aspergilose grave ou fatal. Não se verificou relação significativa (p> 0,05) entre a contaminação fúngica e as variáveis ambientais. Conclusão – Caracterizou‑se a distribuição fúngica no ar e superfícies do aviário e analisou‑se a possível influência das variáveis ambientais. Foi reconhecido um potencial problema de Saúde Pública devido à contaminação fúngica e à possível produção de micotoxinas com a eventual contaminação dos produtos alimentares. A contaminação fúngica, particularmente causada pelo Aspergillus fumigatus, e a possível presença de micotoxinas no ar, devem ser encaradas também como fatores de risco neste contexto ocupacional. ABSTRACT - Background – Although there is an increasingly industry that produce whole chickens for domestic consumption in Portugal, only few investigations have reported on the indoor air of these plants and the consequences of their degradation. Objectives – Describe one poultry environmental fungal contamination analyse possible associations between temperature and relative humidity and its possible impact on the health of consumers and of the poultry workers. Methods – A descriptive study was developed to monitor one poultry fungal contamination. Five air samples of 100 litres through impaction method were collected and 4 swab samples from surfaces were also collected using a 10 cm square of metal. Simultaneously, environmental parameters – temperature and relative humidity – were also measured. Results – Twenty species of fungi in air were identified, being the 4 most commonly isolated the following genera: Cladosporium (40.5%), Alternaria (10.8%), Chrysosporium and Aspergillus (6.8%). In surfaces, 21 species of fungi were identified, being the 4 genera more identified Penicillium (51.8%), Cladosporium (25.4%), Alternaria (6.1%) and Aspergillus (4.2%). In addition, Aspergillus flavus also isolated in the poultry air is a well‑known producer of potent mycotoxins (aflatoxin), and Aspergillus fumigatus, one of the species isolated in air and surfaces, is capable of causing severe or fatal aspergillosis. There was no significant relationship (p>0,05) between fungal contamination and environmental variables. Conclusions – Was characterized fungal distribution in poultry air and surfaces and analyzed the association of environmental variables. It was recognized the Public Health problem because of fungal contamination and also due to probable mycotoxins production with the possible contamination of food products. Fungal contamination, particularly due to the presence of Aspergillus fumigatus and also the possible presence of mycotoxins in the air, should be seen as risk factor in this occupational setting.

Produção de biomassa aquática como fonte de lípidos para biocombustíveis

Mestrado em Engenharia Química. Ramo Tecnologias de Protecção Ambiental.

Central termoeléctrica a biomassa florestal (CTBF)

O trabalho de avaliação de projecto de investimento que apresentamos é constituído por duas peças de análise: - O presente relatório, onde é feito um enquadramento do projecto e do mercado onde ele se insere, onde são descritos os pressupostos assumidos na avaliação, as metodologias de avaliação seguidas e a análise dos resultados a que a avaliação conduz. - Uma folha de calculo, fornecida em formato digital (“CTBF_Modelo Avaliacao_Caso Base_v02.xls”), onde se desenvolve o Modelo de Avaliação Económico, designado de “Caso Base”, e onde se procedeu ao calculo dos vários indicadores da avaliação, sendo possível simular os efeitos de alterações nos vários inputs do modelo. Toda a análise é desenvolvida a preços correntes e os valores apresentados estão em todos os casos líquidos de IVA.

Dimensionamento de um reactor de leito fluidizado para gasificação de biomassa

Na actualidade, quando se procura a diversificação energética, em especial de fontes renováveis, a gasificação surge como uma forma promissora de aproveitamento da biomassa, nomeadamente dos resíduos florestais, para a geração de energia eléctrica. Neste contexto, passou-se em revista as diversas formas de gasificação, a sua evolução histórica e os diversos tipos de reactores com as suas vantagens e desvantagens. De igual forma, foram analisadas as disponibilidades e características da biomassa no mundo e em Portugal, destacando-se as suas potencialidades e as dificuldades no seu aproveitamento. Fez-se o dimensionamento de um reactor-gasificador de leito fluidizado borbulhante à escala piloto, bem como dos equipamentos complementares, sistema de alimentação, ventilador, ciclone, filtro para o gás produzido e gerador eléctrico. As dimensões dum reactor para trabalhos laboratoriais foram determinadas por cálculo das condições hidrodinâmicas, que, também, permitiram calcular o caudal de ar a utilizar. Por balanços materiais, considerando-se uma composição experimental do gás de síntese citada na literatura, determinou-se uma possível composição da alimentação e um caudal de alimentação.

Produção de hidrogénio através da gasificação da biomassa

A procura de uma forma limpa de combustível, aliada à crescente instabilidade de preços dos combustíveis fósseis verificada nos mercados faz com que o hidrogénio se torne num combustível a considerar devido a não resultar qualquer produto poluente da sua queima e de se poder utilizar, por exemplo, desperdícios florestais cujo valor de mercado não está inflacionado por não pertencer à cadeia alimentar humana. Este trabalho tem como objetivo simular o processo de gasificação de biomassa para produção de hidrogénio utilizando um gasificador de leito fluidizado circulante. O oxigénio e vapor de água funcionam como agentes gasificantes. Para o efeito usou-se o simulador de processos químicos ASPEN Plus. A simulação desenvolvida compreende três etapas que ocorrem no interior do gasificador: pirólise, que foi simulada por um bloco RYIELD, combustão de parte dos compostos voláteis, simulada por um bloco RSTOIC e, por fim, as reações de oxidação e gasificação do carbonizado “char”, simuladas por um bloco RPLUG. Os valores de rendimento dos compostos após a pirólise, obtidos por uma correlação proposta por Gomez-Barea, et al. (2010), foram os seguintes: 20,33% “char”, 22,59% alcatrão, 36,90% monóxido de carbono, 16,05%m/m dióxido de carbono, 3,33% metano e 0,79% hidrogénio (% em massa). Como não foi possível encontrar valores da variação da composição do gás à saída do gasificador com a variação da temperatura, para o caso de vapor de água e oxigénio, optou-se por utilizar apenas vapor na simulação de forma a comparar os seus valores com os da literatura. Às temperaturas de 700, 770 e 820ºC, para um “steam-to-biomass ratio”, (SBR) igual a 0,5, os valores da percentagem molar de monóxido de carbono foram, respetivamente, 56,60%, 55,84% e 53,85%, os valores de hidrogénio foram, respetivamente, 17,83%, 18,25% e 19,31%, os valores de dióxido de carbono foram, respetivamente, 16,40%, 16,85% e 17,93% e os valores de metano foram, respetivamente, 9,00%, 8,95% e 8,83%. Os valores da composição à saída do gasificador, à temperatura de 820ºC, para um SBR de 0,5 foram: 53,85% de monóxido de carbono, 19,31% de hidrogénio, 17,93% de dióxido de carbono e 8,83% de metano (% em moles). Para um SBR de 0,7 a composição à saída foi de 54,45% de monóxido de carbono, 19,01% de hidrogénio, 17,59% de dióxido de carbono e 8,87% de metano. Por fim, quando SBR foi igual a 1 a composição do gás à saída foi de 55,08% de monóxido de carbono, 18,69% de hidrogénio, 17,24% de dióxido de carbono e 8,90% de metano. Os valores da composição obtidos através da simulação, para uma mistura de ar e vapor de água, ER igual a 0,26 e SBR igual a 1, foram: 34,00% de monóxido de carbono, 14,65% de hidrogénio, 45,81% de dióxido de carbono e 5,41% de metano. A simulação permitiu-nos ainda dimensionar o gasificador e determinar alguns parâmetros hidrodinâmicos do gasificador, considerando que a reação “water-gas shift” era a limitante, e que se pretendia obter uma conversão de 95%. A velocidade de operação do gasificador foi de 4,7m/s e a sua altura igual a 0,73m, para um diâmetro de 0,20m.

Potencial da biomassa florestal residual para fins energéticos de três concelhos

O mercado da biomassa florestal tem vindo a desenvolver-se bastante nos últimos anos na Europa. Portugal, apesar de ter um desenvolvimento considerável através da sua indústria florestal, apenas nos últimos anos começa a encarar as oportunidades que este recurso pode oferecer. Através de um concurso público lançado em 2006, a meta para a produção de electricidade a partir de biomassa florestal foi estabelecida em 250 MWe, sendo anteriormente de 150 MWe. O presente trabalho tem três objectivos: 1) quantificar a produção de biomassa florestal residual nos concelhos de Almeirim, Alpiarça e Chamusca; 2) analisar a disponibilidade de biomassa florestal para quatro locais seleccionados no distrito de Santarém e para duas centrais em funcionamento (CAIMA e Pego); e 3) avaliar a viabilidade económica da co-combustão de biomassa florestal com carvão na central do Pego. A produção de biomassa florestal nos três concelhos estudados foi estimada em 30 601 a 35 585 toneladas secas por ano. O contributo real para as necessidades anuais em biomassa é de 2-17%, 16-23% e 5-11% para as centrais de Rio Maior, CAIMA e Pego, respectivamente, admitindo um preço da biomassa de 25,4 €/t (45% de humidade). Estimou-se ainda que a co-combustão de biomassa na central do Pego é atractiva para custos de licença de emissão a partir de 16 €/tCO2 e para preços de biomassa florestal residual inferiores a 30 €/t (45% de humidade).

Valorização da biomassa florestal, proveniente da doença de nemátodo de pinheiro, para produção de peletes

Recentemente, tem-se formado um consenso internacional relativamente ao fenómeno natural “Mudança Climática” (aquecimento global) e suas origens no aumento dos Gases do Efeito Estufa (GEE), ocorrida a partir da Revolução Industrial. A unanimidade em torno do assunto foi obtida com a realização da Convenção Quadro sobre Mudança Climática das Nações Unidas em 1992. A partir de então, iniciaram-se negociações para a redução das emissões de CO2 que culminaram com o estabelecimento do Protocolo de Quioto, no Japão em 1997. Decorrente do consenso internacional sobre o tema, existe um mercado comprador de créditos de carbono. Pretende-se elevar a importância da utilização e valorização da biomassa florestal em geral e com sintomas de nemátodo da madeira do pinheiro (NMP) Bursaphelenchus xylophilus, em particular, através do processo de peletização, para produção de energia eléctrica, realçando o seu potencial num mundo que se pretende perspectivado num desenvolvimento sustentável. Todos os bens e serviços produzidos numa economia estão directamente ou indirectamente associados ao uso de energia e, de acordo com o tipo de combustível utilizado, com as emissões de gases com efeito de estufa. Devido à sua contribuição para o aumento da concentração destes gases, as actividades humanas são consideradas responsáveis pelas alterações climáticas que constituem uma das mais sérias ameaças ambientais ao nível global, com fortes impactos ao nível social, económico e ambiental.

Análise do balanço entre sequestro e emissão de CO2 resultante do circuito de produção e consumo de biomassa florestal numa central de co-geração

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Bioenergia