Avaliação do potencial de biomassa florestal residual para fins energéticos no Distrito de Viseu

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Avaliação de métodos de pré-tratamento na gasificação da biomassa

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Avaliação ambiental do uso de microalgas na produção de biodiesel: revisão bibliográfica sistemática

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Disponibilidade de biomassa florestal residual para combustão na central termoeléctrica de Sines

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Produção sustentável de peletes através da incorporação de resíduos industriais, florestais, agroindustriais e urbanos

A biomassa residual representa uma fonte energética extremamente abundante e acessível. Para que a sua valorização energética seja eficiente é necessário utilizar biocombustíveis de qualidade e portanto, avaliar as suas características físicas e químicas é essencial. O presente trabalho envolveu diversas etapas: caracterização de resíduos de biomassa, caracterização de peletes e ensaios de combustão, avaliação do efeito do processo de torrefacção em peletes e extracção de produtos de valor acrescentado a partir de biomassa florestal residual. Foi realizada a caracterização físico-química de vários resíduos de biomassa de diferentes origens. Este processo incluiu a análise aproximada, análise elementar, análise termogravimétrica, determinação da composição mineral das cinzas e determinação do poder calorífico superior. Os tipos de resíduo de biomassa utilizados incluíram resíduos industriais, florestais, agroindustriais, hortofrutícolas e urbanos linho-celulósicos. De acordo com as análises realizadas, existe uma grande variabilidade de características físico-químicas entre as amostras estudadas, existindo intervalos significativos para todos os parâmetros de análise aproximada e elementar estudados. No entanto, todos os resíduos estudados apresentaram potencialidade nas suas propriedades combustíveis. Realizou-se também a incorporação de alguns dos resíduos caracterizados em peletes. Os peletes produzidos apresentaram propriedades combustíveis típicas, exceptuando no teor de cinzas e apresentaram propriedades mecânicas promissoras, embora ligeiramente abaixo dos valores normativos. Os ensaios de combustão realizados com 3 formulações de peletes revelaram boas características de ignição, mas emissões significativas de CO. Os peletes foram ainda testados relativamente à sua composição aproximada, após serem submetidos ao processo de torrefacção. Constatou-se que efectivamente ocorre uma melhoria na sua composição aproximada, mas as suas propriedades mecânicas são afectadas negativamente por este processo térmico. Finalmente estudou-se também uma via de valorização alternativa para os resíduos de biomassa florestal. Estes resíduos contêm quantidades substanciais de óleos essenciais de elevado valor. Estes óleos foram ser extraídos por destilação de arrastamento a vapor. Os rendimentos de extracção foram avaliados e a composição terpénica dos óleos foi determinada por GC-MS. O produto secundário da destilação, o hidrolato, foi também avaliado relativamente à sua composição.

Estudo de viabilidade da valorização de resíduos da cultura do arroz por co-pirólise e co-gasificação para a produção de energia renovável

Anualmente, milhares de toneladas de resíduos agrícolas são gerados no mundo, sendo a cultura do arroz uma das que mais contribui para a sua produção, especialmente com casca e palha de arroz, além dos plásticos gerados nas etapas de colheita, transporte e transformação do produto. Tradicionalmente estes resíduos são descartados ou aproveitados através de vias pouco eficientes, com consequências negativas para o ambiente. Múltiplas tecnologias têm sido estudadas e desenvolvidas para assim transformar estes resíduos em produtos de interesse: (i) gasificação, (ii) combustão e (iii) pirólise. Na presente dissertação foi avaliada a viabilidade da construção duma central de valorização de resíduos da cultura de arroz, em Portugal, através das tecnologias de co-gasificação e co-pirólise. Considerou-se que o gás de síntese, gerado na co-gasificação, é utilizado para produzir energia elétrica, e que o bio-óleo, gerado na co-pirólise, é utilizado para produzir energia elétrica ou para ser vendido a uma refinaria. A avaliação foi realizada com base no capital total de investimento, nos custos de operação e na renda gerada pela venda (i) de energia elétrica ou (ii) do bio-óleo. Com os indicadores económicos analisados, conclui-se que em Portugal nenhuma das duas tecnologias é viável, principalmente devido (i) às reduzidas quantidades de resíduos originados pela cultura de arroz neste país e (ii) aos elevados custos de transporte da matéria-prima. Caso fosse feito o aproveitamento da quantidade total de plásticos provenientes do fluxo agrícola português (4 782 t.ano-1), a construção duma central de co-pirólise seria rentável, obtendo-se uma taxa interna de rentabilidade de 69% para a venda de energia elétrica e 23,5% para venda de bio-óleo.

Estudo técnico-económico de um sistema solar termoelétrico com back-up a biomassa

Este trabalho consistiu no estudo técnico-económico (dimensionamento) de uma central térmica solar de torre norte, com back-up a biomassa (pellets) para produção de energia elétrica. A partir da plataforma PVGIS obteve-se a irradiação normal direta, DNI, da região do Alentejo, Portugal, segundo critérios descritos na secção 3.1. O valor anual obtido foi de 2319 !"ℎ/%&, valor este que foi convertido em energia elétrica, obtendo-se, assim, um montante de 105.761.800 kWh por ano, em 25 anos. Estas importâncias foram obtidas através dos equipamentos que constituem a central, entre eles o campo solar (composto por 2067 helióstatos com área total de 188097 %&), a torre (convertendo a concentração da DNI para energia térmica ao fluído de transferência de calor, HTF), o bloco de potência (composta por permutador de calor, turbina, gerador elétrico e outros) e com ajuda de uma caldeira a biomassa (pellets) que consome cerca de 24.001,23 toneladas de pellets por ano. O estudo económico foi realizado num modelo executável no Excel, calculando, assim, o custo total do sistema, 138.515.886,87 €. A partir deste valor calcularam-se os indicadores económicos (Valor Atualizado Líquido, VAL=-12.282540,28 €) com uma tarifa bonificada de 0,22114 €/kWh, que indica que o sistema termo solar com back-up a biomassa (pellets) não é viável economicamente (e o mesmo acontece com o sistema termo solar sem a biomassa). O dimensionamento técnico do sistema CSP de torre é feito a partir de um modelo matemático executado em Excel e MatLab e pelo software System Advisor Model, SAM e o da caldeira a pellets é concretizado também no Excel. Os resultados do modelo matemático foram comparados com os valores obtidos no SAM para o mês típico de julho comprovando, assim, as fórmulas e conceitos contidos no estado da arte. Realizou-se, também, uma comparação dos valores anuais do sistema obtidos no SAM com os valores reais da Gemasolar (em Espanha), demonstrando então a veracidade dos valores obtidos no dimensionamento feito para Portugal.

Conversão química de madeiras da amazônia - Carvão e briquetes de carvão vegetal

Nesta pesquisa é relatada a qualidade do carvão fabricado com madeiras do Distrito Agropecuário da Suframa, e do briquete manufaturado tendo como adesivo a tapioca. Mostra-se, as dificuldades para a conversão mecânica das madeiras de terra firme da proximidade de Manaus, assim como, a impossibilidade da conversão química para a produção de celulose e furfural. Postula-se ser o carvoejamento a transformação mais compatível com as características dessas madeiras. Menciona-se o processo de fabricação do carvão vegetal. Caracteriza-se a sua qualidade considerando os parâmetros: carbono fixo, cinzas, materiais voláteis, poder calorífico, umidade, densidade aparente, densidade verdadeira, friabilidade e porosidade. Descreve-se o processo de fabricação do briquete, fazendo-se considerações sobre as características do adesivo. Compara-se a qualidade do carvão versus a qualidade do briquete. Discute-se as informações existentes na literatura sobre o uso do briquete para gasogênio automotivo. Infere-se várias conclusões entre as quais que o carvão vegetal e o briquete seriam produtos florestais alternativos para regiões detentoras de florestas e de condições ecológicas propícias ao desenvolvimento da cultura da mandioca, como a Amazônia brasileira.

Padronização de medidas de crescimento e produção em experimentos com pupunheira para palmito

Pesquisas com a pupunheira (Bactris gasipaes Kunth) têm sido intensificadas em vários países devido ao crescente uso dessa espécie para produção agrícola de palmito, em substituição à exploração predatória de palmeiras silvestres. Por ser uma espécie ainda pouco estudada, pesquisadores utilizam diferentes caracteres para avaliar o crescimento e a produção, frequentemente medidos de formas distintas, impossibilitando assim a comparação de resultados. O presente trabalho faz uma revisão dos métodos para análise de crescimento e produção em pupunheira, e propõe a padronização de medidas a serem usadas em experimentos agronômicos e genéticos visando a produção de palmito. As medidas vegetativas essenciais são altura, número de folhas e número de perfilhos, enquanto as opcionais são diâmetro da planta, área foliar e biomassa foliar. As medidas produtivas essenciais são número de palmitos colhidos, peso e comprimento do palmito (tipo exportação), considerando-se como opcionais peso do estipe tenro (resíduo basal), peso da folha tenra (resíduo apical) e diâmetro do palmito. O uso dessas medidas, como explicadas aqui, permitirá a comparação de resultados entre experimentos em diferentes ambientes e com diferentes genótipos, bem como a estimação de vários parâmetros fisiológicos de crescimento e produção.

Os solos de uma Topossequencia na ilha de Algodoal/ Maiandeua, nordeste do estado do Pará, Brasil: composição química e produção de matéria orgânica

O estudo foi realizado na Ilha de Algodoal/Maiandeua no nordeste do Estado do Pará (00° 34' 35" S, 00° 40'00" S e 47° 39'35" WGr, 47° 3Γ25" WGr). Amostraram-se o solo e a matéria orgânica leve, nas profundidades de 0-5 cm, 5-10 cm c 10-20 cm, e a manta orgânica ao longo de uma toposseqüência com solos e cobertura vegetal diversificados. Não foram verificadas diferenças estatísticas entre os componentes químicos da fração ácido fúlvico nos solos estudados.

Uso de imagens de radar para o cálculo da produção primária de plantas aquáticas nas várzeas da Amazônia

A área da planície de inundação da Amazônia é estimada em 300 000km² e sua produtividade primária em 1,17 x 10(14) g C yr-1. Deste total de área e produtividade, estimativas sugerem que 43% e 62%, respectivamente, são atribuídos às plantas aquáticas. Estas estimativas variam de acordo com o pulso de inundação. Por exemplo, durante o período de seca as plantas terrestres (herbáceas) geralmente ocupam áreas que apresentam plantas aquáticas na cheia. A área e a produtividade destes ecossistemas são informações essenciais para a compreensão da dinâmica biogeoquímica da Amazônia. Imagens de satélites (radar) combinadas com amostragem de campo foram utilizadas para estimar a biomassa e mapear a área de cobertura de plantas aquáticas emergentes para calcular a produção primária de plantas aquáticas na várzea do baixo Amazonas. A combinação de bandas C e L forneceu a melhor correlação (r=0,82) e um ponto de saturação de biomassa intermediário (620 gm-2) para estimar biomassa aérea. O método de segmentação e classificação por região foi utilizado para classificar combinações de bandas C e L para cada período de nível de água, e forneceu uma precisão de mapeamento maior que 95% para determinação espacial de áreas cobertas por plantas aquáticas. Combinando a distribuição espacial de plantas aquáticas, o modelo para estimativa de biomassa aérea e a porcentagem de biomassa submersa, estimou-se espacialmente uma produção primária líquida anual de 1.9x10(12) g C yr-1 (±28%) para as plantas aquáticas em uma área de 394km².

Biomassa da rebrota de copas de pau-rosa (Aniba rosaeodora Ducke) em plantios sob sombra parcial em floresta primária

Este estudo propõe uma nova metodologia de exploração do pau-rosa (Aniba rosaeodora Ducke) em substituição ao método tradicional, predatório, de corte raso. Avaliando-se a biomassa da rebrota de copas (galhos e folhas) e de cepas cortadas a 1 m de altura do solo, será possível inferir sobre o manejo de plantios visando maximizar a produção de óleo essencial desta espécie. Os plantios estão localizados na Reserva Florestal Adolph Ducke, Manaus, Brasil. Treze anos após a poda das copas e do corte das árvores a 1 m do solo, o peso seco da rebrota da copa (39,5 kg) foi significativamente superior ao peso seco de galhos e folhas das árvores testemunha (23 kg) e da rebrota das cepas (13,7 kg), revelando que a poda da copa estimulou maior produtividade de galhos e folhas das árvores do plantio. Como o peso do fuste representou 85,5% da média do peso total das árvores e a produtividade de óleo é diretamente proporcional á biomassa aérea, a exploração atual é predominantemente feita através do corte raso das árvores. A alta capacidade de rebrota da copa e o maior rendimento de óleo a partir de galhos e folhas em relação à madeira, no entanto, indicam que o manejo dos plantios desta espécie poderá ser feito através da poda da copa das árvores, evitando a destruição total das árvores e uma possível extinção da espécie.

Caracteristicas anatômicas da casca e produção de látex em plantas de seringueira não enxertadas

As estruturas envolvidas na produção de látex na seringueira são os laticíferos articulados. O objetivo deste estudo foi descrever aspectos anatômicos da casca em seringueiras não enxertadas com quatro, seis e oito anos, visando à seleção de materiais promissores. O material analisado foi obtido através do corte da casca à altura aproximada de 1,50 m do solo, chegando até o xilema da planta. Os cortes transversais foram preparados de acordo com as técnicas usuais de microtécnica vegetal. Os resultados permitem concluir, que a utilização de caracteres anatômicos (diâmetro das células), da espessura da casca e do diâmetro do caule, visando à seleção dos materiais de pés-francos com idades diferentes, apresentaram uma correlação significativa com a produção de látex.

Análise comparativa do consumo de biomassa para fins energéticos

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

Potencial de produção de biodiesel com espécies oleaginosas nativas de Rondônia, Brasil

RESUMOO plano de utilização sustentável de Produtos Florestais, especialmente as espécies oleaginosas nativas tem como função a manutenção da floresta, a preservação do meio ambiente e a geração de renda em comunidades rurais. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo avaliar a potencialidade de produção de biodiesel a partir de espécies oleaginosas nativas do estado de Rondônia. Para a identificação das espécies oleaginosas foram selecionadas cinco unidades amostrais em áreas com mata primária com o auxílio do método da Área Fixa. A extração do óleo das espécies oleaginosas foi realizada e aquelas com maior teor de lipídeos foram usadas para a produção de biodiesel. Os resultados mostraram que as espécies andiroba (Carapa guianensis), babaçu (Orbignya phalerata), castanha do Brasil (Bertholletia excelsa), tucumã-do-Amazonas (Astrocaryum tucuma) possuem potencial de produção de biodiesel. Especialmente o tucumã-do-Amazonas, por seu alto teor de lipídios (21,5%) e a qualidade do biodiesel produzido. Além disso, já havia um comércio para esta oleaginosa na região. Entretanto, torna-se imprescindível o estudo da cadeia produtiva destas espécies como estratégia para minimização na perda da cobertura vegetal nativa e na manutenção da função ambiental das áreas a serem exploradas.