Avaliação do potencial de incorporação de resíduos agrícolas em pellets de madeira para uso em caldeiras domésticas

A crescente procura e o carácter finito dos recursos energéticos fósseis e as consequências nocivas de natureza ambiental provocadas pela emissão de gases de efeito de estufa para atmosfera, resultantes da sua combustão, obriga a reequacionar a utilização da energia, com uma maior racionalização nos consumos e diversificando as suas fontes e formas, com particular importância para as energias renováveis, onde as pellets, como forma densificada de biomassa, se inserem. O presente trabalho visa avaliar o potencial de incorporação de resíduos agrícolas como matéria-prima na produção de pellets a utilizar como combustível em caldeiras domésticas, sendo, para isso, contabilizados os resíduos agrícolas existentes em Portugal Continental adequados para aquele efeito, e, também, avaliada, pela via experimental, a viabilidade técnica do uso destas pellets em caldeiras domésticas, com testes de combustão de alguns tipos de pellets de origem agrícola e florestal. Os quantitativos apurados de resíduos agrícolas, basearam-se fundamentalmente em dados relativos às áreas de cultura e às produções agrícolas de 2008 do Instituto Nacional de Estatística e em relações área/massa de resíduos ou produto agrícola/massa de resíduos, de vários autores credenciados. O potencial total anual destes resíduos ronda os 2,8 milhões de toneladas, correspondendo 43,5% às culturas permanentes, 6,6% às culturas temporárias, 8,4% à actividade agro-industrial e 41,5% aos matos, representando cerca de 1,2 milhões de toneladas equivalentes de petróleo, para um poder calorífico médio da ordem dos 17600 kJ/kg. Nos testes laboratoriais foram usadas pellets de pinho, adquiridas no mercado e de vides, de giestas e de bagaço de azeitona todos a 100% e de mistura de bagaço de azeitona e de pinho, ambos a 50%, que foram produzidas numa pelletizadora doméstica em virtude das fábricas existentes em Portugal não produzirem pellets que incorporem resíduos agrícolas. A densificação deste tipo de resíduos mostrou-se fácil de realizar, apenas exige um controlo apertado da humidade dos resíduos, após a sua trituração, para que se assegure uma boa consistência e o máximo potencial calorífico. Relativamente à combustão das pellets testadas verificou-se que esta se processou normalmente, sem interrupções e de forma muito semelhante às pellets de pinho, que serviram de referência. As pellets de vides e as de mistura aparentaram um menor poder calorífico, dado terem um maior teor de humidade originado nas operações de pelletização, notando-se que a caldeira demorava mais tempo até a bomba de recirculação arrancar (54 ºC). A ignição, com a caldeira fria, processou-se de forma fácil, mesmo com estas últimas pellets, embora naturalmente tenha demorado um pouco mais de tempo. O teor de cinzas destas pellets era superior às de pinho, mais do dobro, porém, sem qualquer influência no funcionamento da caldeira.

Balanço Energético da Utilização de Kenaf na produção de energia e painéis isoladores, em Portugal

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Produção de hidrogênio por reforma a vapor de biogás

A new approach to generating clean energy has been studied by several researchers, among which one can highlight the steam reforming of biogas. The Biogas is result of decomposition of organic matter and it hasn’t been availed in the global level, instead, the biogas has been burned in flare or discarded into the atmosphere providing damage to the environment. The generation of vector biogas energy can be realized through its steam reforming and this work examines briefly the types of digesters used for biogas generation, studying the process of steam reforming to generate hydrogen as energy vector, analyzing each step in detail, seeking to adapt its main features an ethanol reformer for a biogas reformer. Besides this it is estimated the yield of the reform process and the boiler efficiency for efficiency of the process

Avaliação experimental de eficiência térmica de um recuperador de calor e caldeira em um sistema de cogeração

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Eficiência de um filtro de mangas no tratamento de gases oriundos de caldeira de queima de biomassa sólida

Atualmente a implantação de qualquer planta industrial que possa gerar impacto ambiental, ou até mesmo adequação de equipamentos já instalados para a não geração de poluentes ou geração dentro de limites adequados, passa cada vez mais por fiscalização rigorosa dos órgãos ambientais. A ventilação industrial tem sido e continua sendo a principal medida de controle efetiva para ambientes de trabalho que contenham dispersão de efluentes gasosos e material particulado de natureza prejudiciais, e baseado neste fato de relevância inegável é que se fundamenta este estudo. Um sistema de tratamento de gases com enfoque em ventilação local exaustora engloba vários equipamentos, e dentre eles o filtro de mangas é considerado um dos principais, pois sua função é a de efetuar a filtração dos gases proporcionando emissões dentro das tolerâncias dos órgãos ambientais, refletindo desta forma o objeto principal deste estudo de caso, a eficiência do equipamento. Especificamente neste estudo apresentam-se dados de eficiência do filtro de mangas em questão, componente de um sistema de desempoeiramento de uma caldeira de queima de resíduos sólidos. Foram utilizados dados coletados em campo em dois pontos do circuito do sistema, entrada do filtro de mangas e descarga de gases limpos, além de análise do elemento filtrante. As coletas e análises foram realizadas de acordo com as normas para a correta aferição dos dados gerados. Os resultados permitiram observar patamares de eficiência de filtração para os resíduos gerados na queima, demonstrando os cuidados a serem tomados no dimensionamento do equipamento para esta aplicação.

Valorização energética de lamas resultantes do processo de produção de pasta e papel numa caldeira de leito fluidizado

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre Energia e Bioenergia

Eficiência energética e simulação dinâmica

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energias Renováveis - Conversão Eléctrica e Utilização Sustentáveis

Avaliação da eficiência nutricional de três procedências australianas de acácia-negra (Acacia mearnsii De Wild.)

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência nutricional de macronutrientes N, P, K, Ca, Mg e S nos diferentes componentes das árvores de três procedências de acácia-negra (Acacia mearnsii De Wild.), com 2,4 anos de idade, plantadas em Butiá-RS (Brasil). As procedências selecionadas foram Lake George, Bodalla e Batemans Bay. Foi constatada variação na eficiência nutricional entre as procedências. Em ordem decrescente de eficiência de utilização dos nutrientes para produção de casca e madeira, cujos produtos são explorados dos povoamentos, obteve-se: Bodalla > Batemans Bay > Lake George. Embora a Lake George seja a procedência menos eficiente no uso dos nutrientes para formação de copa, casca e madeira, ela possui grande capacidade produtiva.

Eficiência do uso de micronutrientes e sódio em três procedências de acácia-negra (Acacia mearnsii De Wild.)

Objetivou-se avaliar a eficiência nutricional de micronutrientes (Mn, B, Cu, Zn e Fe) e Na nos diferentes componentes das árvores de três procedências de acácia-negra (Acacia mearnsii), com 2,4 anos de idade, plantadas em Butiá-RS (Brasil). As procedências selecionadas foram Lake George, Bodalla e Batemans Bay. Constatou-se grande variação na eficiência nutricional entre as procedências. A Lake George, além de acumular maior biomassa total, foi também a mais eficiente na utilização dos nutrientes na produção de biomassa total das árvores. No entanto, a Bodalla mostrou ser a procedência mais eficiente no uso dos nutrientes para produção de biomassa da casca e da madeira.

Existe trade-off entre eficiência e qualidade nas organizações hospitalares?

A mudança do perfil demográfico e epidemiológico das populações, com progressivo envelhecimento populacional e aumento de portadores de doenças crônicas não transmissíveis, somado a necessidade da ampliação da oferta de serviços de saúde e crescentes custos em saúde, impõe enormes desafios aos sistemas e serviços de saúde. A eficiência organizacional dos serviços de saúde tem papel importante tanto na racionalização dos custos quanto na melhoria da qualidade e segurança assistencial. Tendo papel central nos sistemas de saúde como centros difusores de conhecimento, capacitação profissional, incorporação de tecnologias, prestação de serviços de maior complexidade aos pacientes e, consequentemente, elevados custos destes serviços, aos hospitais é fundamental a busca por essa eficiência. Este estudo buscou analisar se existe trade-off entre eficiência e qualidade em organizações hospitalares e identificar quais determinantes poderiam estar associados com maiores ou menores escores de eficiência. Utilizou-se dois modelos de análise de envelopamento de dados (data envelopment analysis, DEA), sem e com variáveis de qualidade, com retornos variáveis de escala e orientados para resultado. Foram estudados 47 hospitais gerais públicos do estado de São Paulo. No modelo sem variáveis de qualidade 14 deles foram considerados eficientes, enquanto que 33 no modelo com estas variáveis. O coeficiente de correlação de Spearman entre os dois modelos foi de 0,470 (correlação moderada). Não há evidências de que haja trade-off entre eficiência e qualidade nestas organizações hospitalares. Hospitais eficientes no modelo sem variáveis de qualidade, também o foram com variáveis de qualidade, assim como houve hospitais ineficientes no modelo sem variáveis de qualidade que foram eficientes com estas variáveis. Não foram encontradas associações estatisticamente significantes (p<0,05) entre eficiência e as características dos hospitais estudados, como acreditação, modelos de gestão, porte hospitalar e atividades de ensino, apesar de alguns achados de maior ou menor escore de eficiência para alguns determinantes. Desta maneira, concluiu-se que a utilização de variáveis de qualidade é um fator fundamental na determinação da eficiência de organizações de saúde, e não podem estar dissociadas. Gestões eficientes também estão relacionadas à obtenção de melhores resultados assistenciais sem a necessidade que se tenha de optar em alcançar melhores resultados econômico-financeiros ou melhores resultados assistenciais.

Metodologia para análise energética e exergética de uma caldeira aquatubular com queima de bagaço de cana

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Auditoria energética em caldeira de monóxido de carbono

Within the concepts of sustainability, energy audit magnified its importance in managing systems in industrial plants. Can reduce waste and save energy representative, the improvement and development of thermal and electrical systems can be very attractive to business. With the focus on a boiler generating steam, the energy audit aimed to increase efficiency and eliminate energy losses of the heat engine. The boiler in question is commonly called CO boiler because most of the calorific power provided comes from this. Using a fuel gas from the catalyst regeneration process, it has featured in the boiler power generation system of the refinery. Burning a mixture of gaseous components from discarded into the atmosphere, the heat engine can generate tons of steam just as the other boilers installed. The challenge was to work with this gas mixture and obtain maximum efficiency, reduce moisture and enjoy the warmth of the heat exchange have been studied and recommended. Every project, from evaluation of the variables in the composition of fuel gas, to the using of heat exchangers and refrigeration system are suitable for evaluation and improvements

Balanço energético da operação de uma caldeira a biomassa

A pressão causada sobre os recursos energéticos é impulsionada pela evolução demográfica e pelo crescimento económico, que se vem registando principalmente nos países em desenvolvimento. Segundo várias estatísticas, a procura pela energia incide principalmente sobre os combustíveis fósseis, os quais, representam cerca de do mix de consumo mundial de energia primária. A incerteza sobre as reservas das fontes energéticas não renováveis, e os problemas ambientais derivados da sua conversão noutros tipos de energia, levaram a uma implementação de medidas com rumo à sustentabilidade e eficiência energética. Desta forma, o aumento da utilização sobre as fontes energéticas renováveis é de extrema importância. A biomassa é uma das fontes energéticas de maior relevo. A utilização de biomassa em caldeiras, oferece benefícios económicos, sociais e ambientais, tais como poupança financeira no combustível, conservação dos recursos fósseis e redução de emissões poluentes. As caldeiras desenvolvidas por empresas como a Ventil, são uma solução para a produção de energia térmica pela combustão da biomassa. Estes sistemas caracterizam-se por serem energeticamente eficientes nas várias componentes da sua operação. Assim, pretende-se fazer uma caracterização dos consumos energéticos associados à operação de uma caldeira Ventil de, nomeadamente o consumo de energia elétrica de equipamentos associados. Também será considerado um balanço energético da caldeira e determinado o seu rendimento. Desta forma, concluiu-se que a potência do sistema é de MJ/s, apresentando um rendimento de. Foram detetados motores mal dimensionados e apresentadas alternativas de substituição. Com um investimento de seria possível reduzir a fatura energética em, obtendo um payback de anos. No entanto, a fatura energética do sistema ultrapassa os anuais, sendo que do investimento é na compra do combustível e os restantes são relativos ao consumo de energia elétrica.

Eficiência Energética, Gestão de Energia e Integração de Renováveis em Instalações Hospitalares

A presente dissertação é o resultado de um estudo realizado entre Março de 2015 e Março de 2016 centrado no tema Eficiência Energética nos Edifícios, no âmbito da Dissertação do 2º ano do Mestrado em Engenharia Eletrotécnica – Sistemas Elétricos de Energia no Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP). Atualmente, os edifícios são responsáveis por cerca de 40% do consumo de energia na maioria dos países da europa. Energia consumida, principalmente, no aquecimento, arrefecimento e na alimentação de aparelhos elétricos. Os hospitais, como grandes edifícios, são grandes consumidores de energia e, na maioria dos países europeus, situam-se entre os edifícios públicos menos eficientes. Neste contexto, representam um tipo de edifícios cuja atividade apresenta um potencial de poupança energético importante. O tipo de atividade aí desenvolvida, aliada às especificidades do sector da saúde, faz deste tipo de edifícios um alvo de análise e otimização energética bastante apetecível. O presente trabalho passa pelo estudo do potencial para a eficiência energética de um hospital situado na zona do Porto. Foi, inicialmente, efetuado um levantamento das necessidades energéticas, de modo a identificar os sectores prioritários de atuação. Este estudo conta com a análise dos consumos obtidos através do processo de monitorização, substituição da iluminação existente por uma mais eficiente, a instalação de painéis solares para reduzir o consumo destinado às águas quentes sanitárias, a substituição de caldeira a diesel por caldeira a biomassa, substituição de um chiller por um mais eficiente, entre outros. Os consumos registados no hospital em estudo serão comparados com um plano nacional (Eficiência Energética e Hídrica no Sistema Nacional de Saúde), para, desta forma, se perceber quais os consumos do hospital em estudo, quando comparados com outros hospitais.

Monitorização das condições de operação de uma caldeira a biomassa

A reduzida informação e o pouco trabalho científico desenvolvido na área de sistemas de combustão de biomassa de média potência, faz dos objectivos propostos neste trabalho elementos importantes. O trabalho científico a seguir apresentado, vai permitir obter as bases para o desenvolvimento de condições apropriadas de operação de sistemas de combustão a biomassa, aumentando a eficiência e a rentabilidade económica deste tipo de sistema energético. O principal objetivo do presente trabalho consistiu na aplicação de metodologias de monitorização que permitam caracterizar e melhorar a eficiência do sistema de combustão, na implementação dos métodos escolhidos e na monitorização das condições de operação de uma caldeira industrial de combustão de biomassa, destacando-se: (i) monitorização dos caudais de alimentação de biomassa à caldeira realizada por sistemas de alimentação sem-fim; (ii) análise e monitorização de temperaturas e pressão; (iii) monitorização do caudal de ar de combustão; (iv) monitorização do caudal de gases de exaustão; (v) monitorização da potência térmica; (vi) monitorização da composição do efluente gasoso. A caracterização físicas de amostras de biomassa, o teste a diferentes tipos de biomassa com diferentes condições de operação e a recolha de amostras de cinzas de combustão para a caracterização físico-química são outros métodos de monitorização e caracterização aplicados. Também foi desenvolvido e aplicado um ensaio de controlo do sistema de alimentação em modo de operação manual e comparado com o sistema de controlo do sistema de alimentação em modo de operação automático. O estudo realizado permite concluir que deve ser desenvolvido e implementado um algoritmo de controlo e operação da fornalha que permita um doseamento mais adequado dos caudais de combustível e ar de combustão com vista a melhorar o desempenho do sistema combustão.