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NÂş 26 - Jul/Ago 2016

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BIOMASSA tem potencial para diversificar a matriz energĂŠtica brasileira


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"Bioeletricidade"

Javier Escobar – USP, Cássia Carneiro – UFV, Fernando Santos – UERS, José Dilcio – Embrapa, Dimas Agostinho – UFPR, Luziene Dantas – UFRN, Alessandro Sanches – USP, Cláudio Homero CEMIG, Thúlio Cicero – COPEL, Horta Nogueira – UNIFEI, Luis A B Cortez – Unicamp, Manoel Nogueira – UFPA, Vanessa Pécora – USP

SUPERVISÃO / REVISÃO

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DISTRIBUIÇÃO

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Zilmar José de Souza, José Roberto Moreira, Vanessa Pecora Garcilasso, Suani Teixeira Coelho, Antonio Francisco Jurado Bellote, Guilherme de Castro Andrade, Matheus Vilares, Fernando Santos, Douglas Faria, Jeane Dullius, Matheus Mem de Sá, Fernando Santos, Albert Reis dos Anjos, Amanda Assunção Rosa, Anna Leticia Montenegro Turtelli Pighinelli, Rossano Gambetta, Fabricio Machado

Futuro dos Biocombustíveis

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Resíduos Sólidos Urbanos

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A bioeletricidade da cana de açúcar e a oportunidade para avançarmos Zilmar José de Souza

- Professor e gerente de bioeletricidade da União da Indústria de Cana-de-Açúcar.

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m 2015, a projeção da Empresa de Pesquisa Energética – EPE (2015) é que o setor sucroenergético tenha produzido um total de 177 milhões de toneladas de bagaço de cana-de-açúcar e 101 milhões de toneladas de palha. A qualidade desta biomassa disponível para fins energéticos pode ser medida através do “Poder Calorífico”, ou seja, a quantidade de energia liberada na combustão completa de um combustível, em determinadas condições de temperatura e pressão. Segundo o Centro de Tecnologia Canavieira (CTC), o Poder Calorífico Inferior (PCI) médio do bagaço e da palha é 1.725 e 2.875 kcal/kg, respectivamente, mostrando um ótimo potencial tanto em volume quanto em qualidade da biomassa, de natureza renovável.

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Com este alto teor de fibras, o bagaço de cana, desde a Revolução Industrial, tem sido empregado na produção de vapor e energia elétrica para a fabricação de açúcar e etanol, garantindo a autossuficiência energética das usinas durante o período da safra, além de produzir excedentes de eletricidade para o Sistema Interligado, com uma energia renovável e sustentável para a matriz elétrica do País, fato que pode-

rá ser potencializado com o avanço do uso da palha também para a geração de eletricidade. Atualmente, no Brasil, a fonte biomassa em geral (incluindo não somente a sucroenergética) já representa quase 10% da potência outorgada pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) na matriz elétrica do país, conforme Tabela 1.


Somente a bioeletricidade da cana detém 7,5% da potência outorgada no Brasil e quase 79% da fonte biomassa, sendo a terceira fonte de geração mais importante da nossa matriz elétrica, atrás somente das fontes hídrica e fóssil, conforme Tabela 2.

Fonte: ANEEL (2015). Elaboração: UNICA (2015).

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A Figura 1 informa que, em termos de evolução anual de capacidade instalada, a fonte biomassa teve seu recorde no ano de 2010, com 1.750 MW (equivalente a 12,5% de uma Usina Itaipu), resultado de decisões de investimentos antes de 2008, quando o cenário era estimulante à expansão do setor sucroenergético. A fonte biomassa, que já chegou a representar 32% do crescimento da capacidade instalada no país, tem previsão de participar em 2016 com apenas 6% da expansão anual da capacidade

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instalada no Brasil, como se pode observar na Figura 2. A Figura 2 mostra que a questão da bioeletricidade e a falta de uma política setorial de longo prazo adequada certamente continuam sendo ponto de preocupação do setor sucroenergético e já teve profundos rebatimentos perversos em toda a cadeia produtiva para a biomassa.

tricidade para a rede de um universo de 355 unidades produtoras, de acordo com a UNICA (2015). Assim, a outra metade de usinas sucroenergéticas, com a biomassa já existente nos canaviais, pode passar por um processo de reforma (“retrofit”), além de aproveitarem plenamente o bagaço, a palha e o biogás da vinhaça, e tornarem-se grandes geradoras de bioeletricidade para a rede.

Segundo a EPE (2015), em 2014 existiam 177 unidades sucroenergéticas exportando excedentes de bioele-

De acordo com o último Plano Decenal de Expansão de Energia, considerando o aproveitamento pleno da


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biomassa existente nos canaviais em 2014, o potencial técnico da bioeletricidade sucroenergética era sete vezes o volume de oferta para rede em 2014, que foi de 19,4 TWh. Precisamos reconquistar as condições ideias para o retorno da bioeletricidade na matriz elétrica brasileira. O setor produtivo tem feito sua parte. Para o próximo leilão regulado de energia nova em que a biomassa poderá participar, agendado para 5 de fevereiro de 2016, o A-5 2016, a fonte biomassa cadastrou 64 projetos, totalizando 3.041 MW (22% da capacidade instalada pela biomassa atualmente). O setor da biomassa cadastrou um volume de projetos quase três vezes superior ao último Leilão A-5, ocorrido em 30 de abril de 2015. O Leilão A-5/2016 contratará energia de novos projetos para entrega a partir de 2021. Imagina um cenário em que o Governo Federal, dentro de uma política de estímulo à bioeletricidade, estabelecesse condições, como um preço que incorporasse corretamente os atributos desta fonte, capazes de viabilizar todos estes projetos? Significaria alavancar uma carteira de novos projetos para toda a cadeia produtiva da fonte bio-

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Entende-se que precisamos incentivar a construção da cadeia produtiva de novas fontes renováveis, mas também procurar preservar as existentes como é a da bioeletricidade massa, quase na sua totalidade nacional, pelos próximos cinco anos. Entende-se que precisamos incentivar a construção da cadeia produtiva de novas fontes renováveis, mas também procurar preservar as existentes como é a da bioeletricidade. O Leilão a-5/2016 é apenas um exemplo de oportunidade para estimularmos a

bioeletricidade, o que acontece todo ano pois, de acordo com o modelo, salvo raras exceções, todo ano há um Leilão A-5. Em síntese, há espaço para todas as fontes renováveis na matriz elétrica brasileira e oportunidades para o Governo Federal ousar mais e o setor produtivo responder positivamente a uma política crível de estímulo à fonte biomassa: é a oportunidade para avançarmos! Referências bibliográficas AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA (ANEEL). Banco de Informações de Geração. Disponível em: < http:// www.aneel.gov.br/area.cfm?idArea=15>. Acesso em: 6 dezembro 2015. EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA (EPE). Plano Decenal de Expansão de Energia 2024 / Ministério de Minas e Energia. Brasília: MME/EPE, 2015. UNIÃO DA INDÚSTRIA DE CANA-DE-AÇÚCAR (UNICA). Bioeletricidade em números – edição de dezembro de 2015. Disponível em: < http://www. unica.com.br/documentos/>. Acesso em: 12 dezembro 2015.


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BIOCOMBUSTÍVEIS E MUDANÇAS CLIMÁTICAS

José Roberto Moreira - Instituto de Energia e Ambiente, Universidade de São Paulo.

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queima de combustíveis nos veículos rodoviários de carga e transporte pessoal responde por mais de 20% das emissões globais dos combustíveis fósseis, responsáveis pelo efeito estufa. No Brasil esta participação supera os 40% (vide Figura 1). Portanto, qualquer esforço para reduzir as emissões de efeito estufa exige redução no uso de combustíveis fósseis no setor de transporte. Essa redução pode ser obtida de várias maneiras: aumento da eficiência no uso do combustível, substituição do combustível fóssil por combustíveis renováveis, melhora na logística de transporte via melhores rodovias e transportes urbanos coletivos e utilização de eletricidade na substituição de combustíveis fósseis. A maneira mais antiga e muito usada é a utilização de bioetanol e biodiesel, tendo o primeiro uma participação bem maior (vide Figura 2), respondendo por 77% do mercado dos biocombustíveis em 2012. A melhoria da eficiência energética dos motores, estimulada para fins de redução de emis-

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Figura 01 - MUNDO - U.S. Environmental Protection Agency, 2015


uma ação imediata, e porque reduzem a emissão em qualquer país, independentemente de seu sistema de geração de eletricidade. Também trazem vantagens sobre a melhoria da logística que só pode ser implantada lentamente. Devido ao seu grande potencial no setor de transporte e ausência de competição com outras fontes energéticas alternativas (observe que a eletricidade ainda não tem espaço no transporte de carga) há interesse na ampliação de sua produção, no mundo. O aspecto econômico também é favorável, pois apesar de ser atualmente mais custoso do que os derivados de petróleo, esse custo quando se incluem as externalidades1 pode ser competitivo graças as vantagens sociais e ambientais.

BRASIL

Dentre os biocombustíveis produzidos destacam-se, pela quantidade, o etanol de milho, o etanol de cana-de-açúcar e o biodiesel de soja e de palma.

Figura 2- Source: US-IEA, 2015 sões, começou, a nível mundial, nos últimos 15 anos e gradativamente o esforço tem sido ampliado. A utilização de veículos elétricos é uma realidade nos últimos 10 anos, porém sua eficácia como mitigador de GEE depende de como a eletricidade é gerada em cada país.

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Apesar da participação dos biocombustíveis ainda ser pequena – 3,5% a nível mundial (IEA, 2015), mesmo depois de 40 anos de uso do etanol no Brasil e 20 anos nos Estados Unidos, as perspectivas de seu uso são atraentes considerando os compromissos de redução

das emissões de GEE que estão sendo exigidos a nível internacional. Os biocombustíveis levam vantagem sobre outras opções porque podem ser usados, na proporção de 10% em todos os veículos já em uso, o que permite

Entretanto, quando se examina alguns dos principais indicadores de qualidade, concluímos que o etanol de cana-de-açúcar apresenta o resultado mais favorável. Os indicadores são: energia líquida produzida, quantidade de área plantada, emissões de GEE, custo de produção e impactos sociais.

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Externalidades são custos que não oneram o produtor, mas que oneram a sociedade, tais como redução da qualidade do ar que implica em atendimentos hospitalares e mudanças climáticas que trazem prejuízos a todos habitantes do planeta.


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O indicador energia líquida produzida é a diferença entre a energia de combustão do etanol e a energia externa gasta na produção do etanol. Essa última inclui todos os insumos energéticos gastos na produção da cana e no seu processamento em etanol. Assim, é necessário contabilizar o óleo diesel gasto no transporte dos colmos da cana, na colheitadeira, no transporte da cana cortada à usina, os insumos energéticos gastos no preparo, transporte e aplicação de fertilizantes, gastos de eletricidade para eventual irrigação artificial, fabricação de produtos químicos usados no processamento da cana e outros eventuais insumos. Entretanto, o maior gasto energético ocorre com a destilação e retificação do etanol e é feito com energia endógena do sistema, pois o bagaço da cana é queimado em caldeiras produzindo calor e eletricidade para o processo. Avaliações do indicador mostram valores entre 19 e 18 MJ/litro de etanol da cana (Macedo et al, 2008), enquanto para o etanol do milho os valores são entre 7 e 3 MJ/litro (USDA, 2010).

indiretas, causadas em outros lugares do mundo, se eventualmente a plantação da cana desloca alguma cultura alimentar humana ou animal, que, portanto, precisa ser plantada em outra parte do planeta para atender a demanda global. As emissões diretas são mais controláveis pelo produtor, enquanto as indiretas são totalmente dependentes do mercado internacional e das práticas agrícolas de outros países. Apesar da grande dificuldade em fazer a avaliação completa desse indicador, seu valor quando incluída as emissões indiretas, como calculado no documento da EPA que classificou o etanol brasileiro na categoria etanol avançado, é de 39 gCO2e/MJ (EPA, 2010). Trata-se de um bom resultado quando comparado com o etanol de milho (96 a 77) e do óleo de palma (50 a mais de 100) (Harsono e Subronto, 2013) e de soja (42) (EPA, 2010).

O custo de produção, que considera todas as despesas efetuadas pelo produtor, é avaliado de forma contínua por organizações governamentais e privadas, no Brasil e no mundo. Esse custo, em geral, tem relação com o preço de venda do etanol e de eventuais subprodutos, e de subsídios governamentais. No caso dos subprodutos, os mais importantes são a proteína para alimentação animal, nos Estados Unidos, e a bioeletricidade gerada pela queima do bagaço e parte dos resíduos da colheita da cana, no Brasil. A proteína animal é obtida secando a vinhaça que é produzida pela destilação do etanol e no Brasil não tem valor comercial que justifique o custo de seu preparo e comercialização. Já a geração de eletricidade, é uma grande vantagem do etanol da cana, pois no caso do milho só a espiga cheia é transportada à usina de processamento,

o que não permite a geração de calor e eletricidade com a biomassa. Dessa forma, a usina compra insumo energético (gás natural, óleo combustível ou carvão) o que lhe custa por volta de 20% do custo total de produção do etanol. No caso da palma, há biomassa como subproduto e é possível produzir calor e eletricidade. Já para a soja, a situação é semelhante ao milho. Entretanto, a grande vantagem da cana é gerar eletricidade em quantidade acima da necessidade da usina e dessa forma poder vende-la no mercado (vide Figura 3), auferindo renda, como ocorre com a proteína do milho nos Estados Unidos. Quanto ao aspecto social, uma série de fatores devem ser considerados, tais como número de empregos criados, qualidade desse emprego, fixação do homem em zonas rurais e aumento no índice de qualidade de

O indicador área demandada é medido pela relação de etanol produzido por unidade de área do solo. Os valores típicos são entre 7000 e 8000 litros por hectare, superando em muito o etanol de milho (3300 litros/ ha), a palma (4500 litros/ha) e a soja (500 litros/ha). As emissões de GEE são medidas considerando as emissões diretas, que ocorrem devido ao estabelecimento e manejo da cana no local da cultura, bem como aquelas devido ao seu processamento em etanol, e as

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Figura 3 - Fonte BIG-ANEEL, 2015


vida das comunidades rurais. Vários desses fatores são mais relevantes em países em desenvolvimento, considerando a grande disponibilidade de mão de obra de qualificação modesta, que têm dificuldade em obter emprego nas cidades. A mensuração desses fatores, pelo menos no Brasil, tem sido favorável pois há indicadores mostrando que a qualidade de vida aumentou mais em municípios aonde a atividade ocorre. Além dos indicadores tradicionais discutidos acima, há uma avaliação muito importante, feita pelo IPCC, no seu último Relatório de Avaliação das Mudanças Climáticas (IPCC, 2014), aonde uma estimativa do custo de mitigar as emissões de GEE é feita, admitindo o uso otimizado de todas as tecnolo-

gias possíveis e de todas as fontes de energia economicamente conhecidas. O estudo conclui que o custo é função da expectativa de estabilização da concentração desses gases na atmosfera no longo prazo e o avalia com uma margem de erro. O custo médio encontrado até que é animador, pois não é absurdamente alto. O estudo prevê, para os anos de 2030, 2050 e 2100, que os gastos da sociedade global em bens e serviços devem reduzir em alguns por cento para financiar as tecnologias capazes de mitigar os GEE. Por exemplo, para manter a concentração do CO2e no nível de 450 ppm vamos ter que reduzir os gastos globais da sociedade acumulados entre 2010 e 2050 em 3,5% e, entre 2010 e 2100 em 5,0 %. Essas quantias significam uma redução anual média

de 0,06%. Para manter o nível de CO2e por volta de 600 ppm, os gastos globais anuais devem ter uma redução de 0,03%. Para uma quantificação mais compreensível, devemos lembrar que a Renda Bruta Mundial (GNI) é da ordem de US$ 108 trilhões/ano, medidos

em PPP. Assim, para cada redução de 0,01%, estaremos gastando US$ 11 bilhões a menos, pois temos que pagar as despesas de mitigação dos GEE. No caso do Brasil, se o acordo global é manter a concentração de CO2e no nível de 450 ppm, vamos ter que reduzir anualmente a

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riqueza do pais e m 0,06% do PIB (medido em PPP), isto é US$ 1.92 bilhões todo o ano, o que acumula um total de US$ 77 bilhões até 2050. Apesar desses números parecerem razoáveis, devemos lembrar que estes são os custos para o cenário de uso otimizado das tecnologias e que os valores representam o valor médio de vários cenários avaliados pelo IPCC. Assim, o gasto acumulado do Brasil pode ser de até US$ 192 bilhões até 2050, segundo o cenário mais pessimista, se conseguirmos otimizar as tecnologias. Porém, o resultado mais interessante do estudo vem exatamente dessa falta de otimização. Os resultados ótimos dependem muito do uso de algumas tecnologias estratégicas como a CCS, o uso da biomassa como fonte energética, o uso do vento e energia solar e o uso da energia nuclear. A maior parte dessas tecnologias têm sido rejeitadas pela sociedade e isso implica em aumento dos custos de mitigação. Por exemplo, caso CCS só possa ser usada em pequena escala, os custos aumentarão

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em média em 140%; se o mesmo ocorrer c o m b i o massa, os custos aument a m em 60%, para uma estabilização em 450 ppm. Já o uso muito limitado da energia nuclear, e do vento e solar, implicam em aumentos pouco expressivos, da ordem de 10%. A conclusão óbvia desses custos é a extraordinária relevância da biomassa como insumo energético para o mundo. Isso ocorre porque se pode fazer CCS ao usar a biomassa, já que na preparação de etanol do milho e da cana, via fermentação, se produz CO2 em quantidade mássica semelhante a quantidade do biocombustível, e na geração de bioeletricidade da cana se produz CO2 pela combustão do bagaço e resíduos. Por outro lado, apenas o uso da biomassa como fonte limpa em substituição aos combustíveis fósseis implica em redução de 60% dos custos da mitigação. Ora, somando-se a contribuição do CCS e da biomassa, concluímos que o não uso em grande escala desse energético pode aumentar o esforço financeiro global em até 3 vezes, passando assim de uma despesa anual global média de US$ 66 para algo por volta de US$ 200 bilhões. Convém notar que a tecnologia de CCS aplicada à fermentação do etanol

é extremamente simples e já está sendo praticada em escala comercial no estado de Illinois nos Estados Unidos. CCS da biomassa é a tecnologia mais considerada nos cenários futuros porque pode permitir um saldo negativo de CO2, quando se usa o etanol e a bioeletricidade da cana. A geração de eletricidade exportada à rede elétrica a partir da cana já ocorre em cerca de 100 usinas no Brasil (25% do total) e o resultado econômico é muito favorável ao produtor, como se pode notar pelos leilões de eletricidade. Além disso, a produção de bioeletricidade de forma mais eficiente está também disponível, como se observa em fábricas de papel e celulose em países nórdicos e os ganhos econômicos vão estimulá-las nas próximas usinas a serem construídas. A cana de açúcar, por suas virtudes, elimina uma pergunta frequente feita nas análises de biomassa para fins energéticos – “precisamos de biomassa para gerar bioeletricidade ou biocombustível”. A resposta evidente é “para as duas finalidades “pois podemos obter os dois energéticos de uso final a partir da mesma matéria-prima, reduzindo a extensão de terra plantada e aproveitando de forma ampla e otimizada a energia disponível na planta e produzida de forma limpa pelo Sol. Concluímos então, que biocombustíveis têm grande espaço na matriz energética mundial, porém há biocombustíveis de maior interesse para a sociedade que outros. Em particular, a cana de açúcar se demonstra a líder nessa missão, considerando os indicadores que atual-

mente são usados e, principalmente, aqueles associados às emissões de GEE que deverão ser cada vez mais relevantes. A vista desses fatos e considerando as necessidades de combustível do Brasil no curto prazo, nos parece iminente nova corrida ao etanol, e espero que a cana seja devidamente explorada em todas as suas qualidades físicas e nos aspectos políticos do meio ambiente que nosso país tem muito a faturar. REFERÊNCIAS BIG-ANEEL – Banco de Informação de Geração, Agência Nacional de Energia Elétrica, 2015, http://www.aneel.gov.br/ aplicacoes/capacidadebrasil/OperacaoGeracaoTipo.asp?tipo=5&ger=Combustivel&principal=Biomassa EPA – United States Environment Protection Agency, 2010. Renewable Fuel Standard Program (RFS2) Regulatory Impact Analysis, Assessment and Standards Division, Office of Transportation and Air Quality, EPA-420-R-10-006, Fevereiro 2010. Harsono, S. S. e B. Subronto, 2013. Land-Use Implications to Energy Balances and Greenhouse Gas Emissions on Biodiesel from Palm Oil Production in Indonesia, Journal of Central European Agriculture, 2013, 14(2), p.35-46 IEA – International Energy Agency, 2015. https://www.iea.org/topics/renewables/ subtopics/bioenergy/ IPCC, 2014. Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Edenhofer, O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K. Seyboth, A. Adler, I. Baum, S. Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel and J.C. Minx (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. Macedo, I.C., J.E.A. Seabra and J.E.A.R. Silva, 2008. Greenhouse gases emissions in the production and use of ethanol from sugarcane in Brazil: 2005/2006 averages and a prediction for 2020. Biomass and Bioenergy USDA-United States Department of Agriculture, 2010. 2008 Energy Balance for Corn-Ethanol Industry, Agricultural Economic Report Number 846, Junho 2010, ww.usda.gov/oce/reports/energy/2008Ethanol_June_final.pdf US-IEA – United States Information Energy Agencyhttps://www.eia.gov/ cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=79&pid=80&aid=1&cid=regions&syid=2000&eyid=2012&unit=TBPD.


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RSU

no Brasil

Vanessa Pecora Garcilasso

Suani Teixeira Coelho

destinação de resíduos sólidos urbanos (RSU) é um desafio para a gestão pública no Brasil, tanto pelos impactos ambientais, como pelo esgotamento dos aterros próximos aos centros de consumo. De acordo com a Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais - ABRELPE (2014) pode-se perceber que uma perspectiva otimista em relação à destinação final e adequada de resíduos no Brasil está longe da situação ideal. Em 2014 foram coletadas 195.233 toneladas de resíduos sólidos urbanos, porém, mais de 7 milhões de toneladas deixaram de ser coletadas, apresentando um destino incerto e inadequado, sendo vetores de doenças e poluição do meio ambiente. De todo o resíduo coletado no país, apenas 58,4% é disposto em aterros sanitários e diariamente 81 mil toneladas são enviadas a aterros con-

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trolados ou lixões, onde não recebem o tratamento final adequado. O desafio para os governos é a redução da geração desses resíduos bem como do desperdício e dos impactos nocivos à saúde e ao meio ambiente (LINO, 2011). A PNRS, promulgada pela Lei 12.305/2010, dispõe a respeito dos princípios, objetivos e instrumentos para implantação da PNRS, assim como estabelece as diretrizes relativas à gestão integrada e o gerenciamento dos resíduos sólidos que refletem a não geração, a redução, reutilização, reciclagem, tratamento dos resíduos sólidos e disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos. Em seu art. 3º, inciso VII, é definido como destinação final ambientalmente adequada a destinação de resíduos


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específicas de modo a minimizar os impactos ambientais adversos e a evitar danos ou riscos à saúde pública e à segurança. A destinação final inclui tratamento e recuperação por processos tecnológicos disponíveis e economicamente viáveis. O aterro sanitário, que promove a geração de energia a partir dos RSU já dispostos, não deve ser considerado uma tecnologia para a recuperação energética dos resíduos sólidos urbanos. que inclui a reutilização, a reciclagem, a compostagem, a recuperação e o aproveitamento energético ou outras destinações admitidas pelos órgãos competentes do SISNAMA (Sistema Nacional do Meio Ambiente), do SNVS (Sistema Nacional de Vigilância Sanitária) e do SUASA (Sistema Unificado de Atenção à Sanidade Agropecuária), entre elas a disposição final, observando normas operacionais específicas de modo a evitar danos ou riscos à saúde pública e à segurança e a minimizar os impactos ambientais adversos. Como recomendado pela PNRS, o resíduo deve passar por um tratamento e ser transformado em material inerte (rejeito) antes de ser depositado no aterro. Esse tratamento pode ser feito por maneiras e tecnologias diversas, dando oportunidade para o incremento da recuperação energética e por consequência, a geração de energia a ser inserida no Sistema Interligado Nacional - SIN. Há tecnologias capazes de promover soluções sustentáveis que visem o correto tratamento dos RSU e/ou sua correta destinação, além da possibilidade de geração de energia, proporcionando a redução do consumo de combustíveis fósseis. A destinação e a disposição devem obedecer às normas operacionais

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O aterramento é uma das técnicas de processamento final de RSU de modo a atenuar os seus impactos no meio ambiente. Essa técnica consiste, basicamente, na compactação dos RSU no solo, na forma de camadas que são periodicamente cobertas com terra ou outro material inerte. A maioria dos aterros sanitários recebem os RSU in natura, sem nenhum pré-tratamento, o que não pode mais ocorrer com a introdução da PNRS. Neste ambiente deve estar previsto, na concepção do aterro, a impermeabilização do solo, os drenos líquidos para o chorume gerado e os drenos gasosos para coleta do biogás produzido, de modo a evitar danos à saúde pública e à segurança. O biogás de aterro é gerado a partir da decomposição da matéria orgânica presente nos resíduos através do processo de digestão anaeróbia (sem a presença de oxigénio). IPCC (2007) estima que cada tonelada de resíduos sólidos urbanos depositada gera entre 160 e 250 m3 de biogás. Quando o aterro sanitário passar a receber apenas rejeitos, de acordo com a PNRS, a tendência é que não ocorra mais produção de biogás, uma vez que a matéria orgânica dos rejeitos será nula ou em quantidade muito pequena. Entretanto, a matéria orgânica que já havia sido aterrada continuará a produzir biogás, que deve ser captado

e, posteriormente, queimado em flare ou ser utilizado para outros fins energéticos1. A energia proveniente dos RSU ganha importância frente às novas políticas de geração de energia a partir de biomassa e outras fontes renováveis, visto que podem reduzir o consumo de combustíveis fósseis. Geralmente, os aterros sanitários possuem alta capacidade de geração de energia elétrica a partir do biogás. A energia gerada pode diminuir a sobrecarga das concessionárias, além de reduzir a emissão de gases de efeito estufa, pois o metano, principal constituinte do biogás, é transformado em gás carbônico, com potencial de aquecimento global 21 vezes menor. Além disso, há possibilidade do aterro comercializar a energia elétrica excedente para a concessionária local. Entretanto, geralmente em pequenos municípios, os resíduos sólidos urbanos são destinados a lixões a céu aberto, que é a forma inadequada de disposição final de resíduos sólidos, que se caracteriza pela simples descarga do lixo sobre o solo, sem medidas de proteção ao meio ambiente ou à saúde pública. No lixão não existe nenhum controle quanto aos tipos de resíduos depositados nem ao local de disposição dos mesmos. Nesses casos, resíduos domiciliares e comerciais de baixa periculosidade são depositados juntamente com os industriais e hospitalares, de alto poder poluidor. Além disso, pode haver outros problemas associados, 1

A partir do momento em que os RSU são aterrados em aterro sanitário, a matéria orgânica presente começa a entrar em decomposição, gerando o biogás. A curva de produção de biogás em um aterro sanitário é crescente até o encerramento de suas atividades, ou seja, até parar de receber RSU. Após seu encerramento, a curva de biogás começa a cair e, dependendo das condições do aterro e de outros fatores como composição dos resíduos, fatores climáticos, entre outros, ainda haverá produção de biogás por mais de 10 anos. O mesmo acontecerá com a curva de biogás quando os aterros sanitários passarem a receber apenas rejeitos. A partir desse momento a curva de produção de biogás irá começar a declinar, pois não haverá mais produção de biogás a partir de novos RSU que estarão sendo depositados, e sim apenas da matéria orgânica que já se encontra aterrada.


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Figura 1. Tecnologias de recuperação energética de RSU Fonte: (FRATE, 2011).

Figura 2. Configuração da digestão anaeróbia dos RSU por meio de biodigestor Fonte: Adaptado de (ARCHER, 2005).

como: presença de animais, presença de catadores (que na maioria dos casos residem no local) e contaminação do lençol freático e água subterrânea. Embora os lixões sejam a céu aberto, ou seja, em contato com o ar, os resíduos depositados nas camadas mais profundas produzem biogás porque se encontram em meio anaeróbio. Entretanto, por não existir tubulações de captação de biogás, o mesmo não pode ser coletado e aproveitado. E por esse motivo, além da falta de critérios técnicos de estruturação do aterro (como a formação de pilhas muito íngremes), existem riscos de explosões devido ao acúmulo de biogás no interior do lixão. Diante da atenção voltada à questão dos RSU, alguns estudos objetivam as adaptações de tecnologias, normalmente utilizadas para outros tipos de resíduos e/ou combustíveis, para que possam processar os resíduos sólidos urbanos. Dada a considerável fração orgâ-

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nica do RSU (em média 50% dos RSU é matéria orgânica) e seu poder calorífico, as tecnologias disponíveis para o aproveitamento energético de RSU compreendem processos termoquímicos (combustão, pirólise, gaseificação) e processos biológicos (digestão anaeróbia), conforme ilustra a Figura 1. Além dos processos térmicos, como a incineração e a gaseificação, apresentados posteriormente, os RSU também podem ser tratados em processos biológicos. O aproveitamento energético de RSU por processo biológico se dá por meio de processo de digestão anaeróbia realizada em biodigestores, contemplado por uma central de geração de energia, e ainda um sistema de remoção de recicláveis secos na recepção dos RSU2, conforme a configuração apresentada na Figura 2. Esse comple2

Para pequenos municípios, como no caso deste trabalho, remoção de recicláveis secos dos RSU (separação do material não digerível) pode ser realizada manualmente.

mento atende a duas razões. A primeira é que a biodigestão ocorre nos materiais degradáveis (matéria orgânica presente nos RSU). Assim, a inserção de plásticos, metais, vidros, papel e papelão no biodigestor, apenas reduz espaço produtivo em seu interior, diminuindo a produção de biogás por volume processado. A segunda e principal razão é que a separação dos recicláveis secos é um dos pilares de sustentação da PNRS, pelos múltiplos benefícios que acarreta para ciclos econômicos, sociais e ambientais (ClimatWorks, 2012). A matéria orgânica separada no processo é encaminhada ao tratamento biológico, no qual sofre decomposição anaeróbia em biodigestores, produzindo biogás e um subproduto sólido e outro líquido. No interior do biodigestor, o material é diluído de modo a obter o conteúdo de sólidos desejado, e permanece por um determinado tempo de retenção. Para a diluição, uma variada gama de fontes de água pode ser utilizada, como a água limpa, lodo de esgoto ou os próprios efluentes do biodigestor. O material sólido (lodo) é geralmente maturado e comercializado como composto orgânico. O efluente líquido, também pode ser usado como biofertilizante, ou pode ser enviado para estação de tratamento de esgoto ou ainda ser utilizado no próprio processo para diluir a matéria orgânica. Os rejeitos sólidos são encaminhados para aterros sanitários. Alternativamente, a matéria orgânica também pode ser destinada à compostagem, porém, por ser um processo aeróbio, não ocorre a formação de biogás e, portanto, não há geração de energia. É importante frisar que o objetivo maior deste processo não é a geração de energia e sim a destinação final (tratamento) dos RSU, isto é, transformar estes resíduos em rejeitos para a disposição final nos aterros sanitários, seguindo as diretrizes da PNRS. Esse processo aponta como alternativa promissora para a matéria orgânica presente nos RSU devido à produ-


Apesar de passar por diversas transformações e modernizações em diversos países, no Brasil ainda existe forte rejeição da sociedade civil ao uso de incineradores, por receio das características tóxicas dos gases de exaustão... ção de altas taxas de biogás, além de evitar a emissão fugitiva de biogás para a atmosfera, como acontece nos aterros sanitários. Entretanto, os processos empregados ainda não constituem uma prática muito difundida no Brasil, principalmente, pelo elevado custo de implementação.

maras de combustão com tempo de permanência controlado, resultando em um produto final com menor peso e volume, denominado cinzas (ESSENCIS, 2010). As cinzas normalmente são classificadas como rejeitos não perigosos, podendo assim ser destinadas aos aterros sanitários.

A incineração é a tecnologia que permite realizar o tratamento térmico do resíduo, seja ele doméstico, hospitalar ou industrial3. No Brasil, geralmente é utilizado para o tratamento de resíduos de alta periculosidade ou que necessitam destruição completa e segura. O processo tem como base a oxidação térmica dos resíduos, com excesso de oxigênio ou ar a temperatura elevada (900 a 1250ºC), em câ-

Geralmente, o processo de incineração consiste em dois estágios: primeiramente o resíduo é queimado na câmara primária a altas temperaturas, tornando algumas substâncias em gases e outras em forma de pequenas partículas. Essa mistura de gases e partículas é queimada na câmara secundária a temperatura mais elevada para que ocorra a combustão completa. A energia é recuperada da corrente quente de gases por aquecedores convencionais gerando vapor, que por sua vez pode ser utilizado na geração

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Por serem incineradores de pequeno porte, quando são tratados resíduos hospitalares e industriais não há geração de energia.

de energia elétrica através de turbinas a vapor (HENRIQUES et. al., 2003). Apesar de pouco utilizada no Brasil, a incineração de resíduos também pode trazer riscos à saúde caso não sejam instalados equipamentos para controle de poluentes, uma vez que produz quantidades variadas de substâncias tóxicas, como gases, partículas, metais pesados, compostos orgânicos, dioxinas e furanos (WHO, 2007). As plantas de incineração já sofreram várias mudanças, principalmente devido a emissão de gases tóxicos. Por volta de 1980 houve uma forte campanha contra as usinas de incineração de resíduos, culminando na adoção de legislações ambientais com limites rigorosos para emissões gasosa nos EUA, Japão e Comunidade Europeia. Como consequência, muitas usinas fo-

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ram encerradas e outras tiveram que se adequar às legislações, investindo bilhões para a realização de mudanças, passando a ser denominadas Usina para Tratamento Térmico de Resíduos (UTTR) ou Usina de Recuperação de Energia (URE) (do inglês Wast to Energy – WTE). No Brasil, algumas tentativas de utilização desta tecnologia foram fracassadas devido a problemas de dimensionamento, operação ou manutenção. Na década de 90, foram instalados no país diversos incineradores de resíduos sólidos urbanos de pequeno porte, porém, operavam de forma precária e inadequada, com equipamentos obsoletos, o que resultou em uma imagem negativa vinculada a este processo. Apesar de passar por diversas transformações e modernizações em diversos países, no Brasil ainda existe forte rejeição da sociedade civil ao uso de incineradores, por receio das características tóxicas dos gases de exaustão. Existe apenas uma Usina de Recuperação Energética (URE) de resíduos com licença ambiental prévia aprovada, localizada em Barueri/SP (CETESB, 2012). O estado de São Paulo instituiu a Resolução CONAMA SMA 079 de 4 de novembro de 2009 que estabeleceu as diretrizes exigidas no licenciamento, condições operacionais, limites de emissão, critérios de controle e

monitoramento da URE. Os parâmetros ambientais definidos nesta resolução são idênticos aos instituídos na Comunidade Europeia. A incineração pode, também, ser uma das alternativas promissoras para o tratamento dos resíduos a fim de atender a PNRS, uma vez que os aterros próximos aos grandes centros urbanos e regiões metropolitanas já estão perto do encerramento da sua vida útil, além de necessitar de espaço reduzido em relação ao aterro. Além disso, é um método de redução de volume e peso do lixo, transformando-o em rejeito para que possa ser depositado em aterros sanitários. A diminuição do volume costuma ser da ordem de 90%. A gaseificação é um processo termoquímico que transforma o carbono presente nas estruturas químicas dos elementos pela decomposição da matéria orgânica em um gás (gás de síntese ou syngas). É uma dos métodos mais comuns para o tratamento térmico de resíduos, que pode ser aplicado a uma ampla variedade de tipos de materiais. O processo de gaseificação consiste em alta temperatura de queima de resíduos sólidos em um forno para gerar calor para geração de vapor. Durante a gaseificação, o principal produto é um gás combustível composto de CO, CO2, H2, CH4, vestígios pesadas de hidrocarbonetos, água, nitrogênio e outra substância - pequenas partículas de coque, cinzas, ácidos do alcatrão e óleos, que são considerados contaminantes (INFIESTA , 2015). O processo de gaseificação, apesar de ser conhecido mundialmente por muitas décadas, ainda é pouco utilizado com os resíduos sólidos urbanos. De acordo com o Conselho de Tecnologia em Gaseificação, o combustível principal usado na gaseificação industrial é o carvão, correspondendo a 59% das plantas instaladas, seguido de coque de petróleo que é usado em 22% das

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plantas instaladas. Os resíduos sólidos urbanos são utilizados em apenas 2% de plantas de gaseificação instaladas (INFIESTA, 2015). Isso demonstra o grande potencial de desenvolvimento que a gaseificação pode passar com o uso deste combustível alternativo. De acordo com o National Energy Technology Laboratory, o uso de gaseificação para geração de eletricidade é a tecnologia que vai crescer ao longo dos próximos anos (SOARES, 2012). A tecnologia de gaseificação de resíduos sólidos urbanos no Brasil começa a ser testada, em particular em uma planta piloto da Carbogas (CARBOGAS, 2014), em Mauá, São Paulo. Esta planta piloto é composta por um gaseificador 1 MW acoplado a um motor Otto 200 kW (MIRANDA, 2014, CARBOGAS, 2014). Muitos fatores devem ser considerados no processo de recuperação energética dos resíduos sólidos urbanos. Como todas as alternativas apresentadas proporcionam a geração de energia como produto final, deve-se buscar a solução mais adequada. Em vários países da Europa, por exemplo, parte das receitas que remuneram os investimentos de aproveitamento energético dos RSU, provém da venda de energia elétrica. O RSU é uma importante fonte de geração de energia dentro de uma estratégia regional ou local. Diferentemente de outras fontes renováveis, a energia gerada a partir dos resíduos sólidos urbanos não é afetada pela sazonalidade, fazendo com que a geração seja contínua. A efetivação dos RSU como fonte energética na matriz nacional é condicionada a diversos fatores, tais como os problemas enfrentados pelos municípios quanto a sua adequação nas diretrizes da PNRS. Grande parte dessa situação, além da falta de informação e conhecimentos dos gestores municipais sobre as tecnologias e vantagens e desvantagens de cada uma delas, é devida à falta de recursos financeiros, pois inserir


novas tecnologias acarreta em elevados investimentos, e cidades de pequeno porte não possuem condições de arcar com esses custos. A PNRS sugere que sejam realizados consórcios intermunicipais, o que pode beneficiar a maioria das cidades brasileiras, que possuem menos de 50.000 habitantes. Entretanto, para grandes centros urbanos, existem as mesmas dificuldades financeiras para custear esse tipo de investimento, forçando-os a recorrer às Parcerias Públicos Privadas (PPP). Assim, é necessário que o poder público elabore estudos e projetos relativos ao potencial de utilização dos resíduos sólidos urbanos, principalmente referentes ao seu aproveitamento energético, os quais levem em conta todas as opções tecnológicas disponíveis. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABRELPE - Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais. Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil 2014. Disponível em http://www.abrelpe.org.br/

Panorama/panorama2014.pdf. Acesso em setembro de 2015. ARCHER, E. Mechanical - Biological-Treatment: A guide for decision makers. Processes, Policies and Markets. Juniper Consultancy Services Ltda, 2005. CARBOGAS (2014). Gaseificação de Resíduos Sólidos urbanos. Disponível em Carbogas. http://www.carbogas.com.br. Acessado em 2014. CETESB- Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Parecer Técnico da Análise da Viabilidade Ambiental das Obras de Implantação da Usina de Recuperação de Energia - URE Barueri, 2012. Disponível em http://www.urebarueri.com. br/cli/ure-barueri_parecer_tecnico.pdf. Acesso em Março de 2013. ClimatWorks. Estudo de Alternativas de Tratamento de Resíduos Sólidos Urbanos - Incinerador mass burn e Biodigestor anaeróbio. Subsídios técnicos à elaboração dos Planos Locais de Gestão dos Resíduos Sólidos - Relatório Final. Brasil, 2012. ESSENCIS - Essencis Soluções Ambientais. Incineração, 2010. Disponível em: http://www. essencis.com.br. Acesso em Maio de 2014. FRATE, S. Tecnologias Disponíveis e Emergentes para o Tratamento de Resíduos Sólidos visando a Geração de Energia. In 3º. Seminário “Bioenergia: Desafios e Oportunidades de Negócios” (2011). Disponível em http://cenbio.iee.usp.br/download/documentos/3seminbioenergia/sergiofrate.pdf. São Paulo, SP, Brasil. HENRIQUES, R. M. et. al. Geração de Energia com Resíduos Sólidos Urbanos: Análise Custo Benefício. IVIG-COPPE. UFRJ, 2003.

INFIESTA, L. R. GASEIFICAÇÃO DE RESÍDUOS SOLIDOS URBANOS (RSU) NO VALE DO PARANAPANEMA – PROJETO CIVAP. Monografia apresentada ao Programa de Educação Continuada da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para obtenção do título de Especialista em Energias Renováveis, Geração Distribuída e Eficiência Energética. Área de Concentração: Energia. São Paulo, 2015. IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change. Climate Change: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group It o the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 2007. Disponível em: /http://www.ipcc.ch/S. LINO, F.A.M; Ismail, K.A.R. Energy and environmental potential of solid waste in Brasil. Energy Policy 39 (2011). 3496-3502. MIRANDA, L.H.T.G. (2014) APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS: ESTUDO DE CASO NO MUNICÍPIO DE ITANHAÉM-SP. Monografia apresentada no Programa de Educação Continuada (PECE) da Escola Politécnica da USP. 2014. SOARES, D. H. (2012) GASEIFICAÇÃO DE BIOMASSA DE MÉDIO E GRANDE PORTE PARA GERAÇÃO DE ELETRICIDADE: UMA ANÁLISE DA SITUAÇÃO ATUAL NO MUNDO. Monografia apresentada no Programa de Educação Continuada (PECE) da Escola Politécnica da USP. 2012. WHO - WORLD HEALTH ORGANIZATION. Population health and waste management: scientific data and policy options. Report of a WHO workshop Rome, Italy, 29-30 March 2007. Copenhagen: WHO Regional Office for Europe, 2007.

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O PROJETO

“FLORESTAS ENERGÉTICAS” NA EMBRAPA

TRABALHOS TÉCNICOS - CIBIO 2016

Antonio Francisco Jurado Bellote (1); Guilherme de Castro Andrade (2)

Palavras Chave: Florestas energéticas; carvão vegetal; bioenergia. Introdução1 A biomassa florestal é importante fonte de energia no Brasil, impondo desafios para a expansão dos plantios. Há necessidade de maior oferta de tecnologias para aumentar a produção e a qualidade da biomassa, melhorar processos e produtos (Brito, 2007; Buainain & Batalha, 2007). Diante disso, a Embrapa, em 2007, aprovou dentro de sua carteira “Grandes Desafios Nacionais” o projeto em rede “Florestas Energéticas”. O projeto tem por objetivo promover a cadeia produtiva florestal, em bases sustentáveis, com o desenvolvimento de tecnologias para aumentar a produção e a qualidade da biomassa e para obtenção e aplicação de seus produtos energéticos. No presente trabalho são apresentadas suas linhas básicas de pesquisa e principais resultados obtidos. Metodologia O projeto possui quatro linhas básicas de pesquisa. A primeira, a da matéria prima e envolve ações de oferta de germoplasmas com tecnologias silviculturais. A segunda, voltada para a melhoria dos processos de conversão para carvão vegetal e lenha. A terceira envolve a obtenção de produtos de alto valor agregado. A quarta com ações de sustentabilidade da cadeia produtiva.

1e2

– Pesquisador Dr., Embrapa, Curitiba/PR, antonio.bellote@embrapa.br e guilherme.andrade@embrapa.br

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Resultados O projeto reúne mais de 120 pesquisadores de 40 instituições de P & D. Gerou, nesses 8 anos mais de 150 trabalhos técnicos e científicos; 20 dissertações/teses e mais de 40 estágios de graduação; realizou mais de 450 ações de transferência de tecnologias. Importantes desafios foram vencidos. Estabeleceu de uma rede experimental com Eucalyptus spp, tachi branco e a Acácia mangium em diferentes regiões. Para o carvão foram definidos parâmetros técnicos, estudos de torrefação da madeira; desenvolvido um sistema de carbonização com queimador de fumaça para pequenos produtores de carvão, e publicado um manual para identificação de carvão vegetal. Para tecnologias promissoras foi obtido a celulignina para geração de energia por ciclo combinado e produção de gás de síntese; bio-óleo e caracterizado seus subprodutos. Para o etanol foi selecionada linhagem de microrganismo e ajustados parâmetros nos processos de produção de extratos enzimáticos, além da conversão de 100% de resíduos celulósicos em açúcar através da hidrólise enzimática. Está sendo elaborado novo projeto para o período 2017-2020. Referências [1] BRITO, J.O. O uso energético da madeira. Estudos Avançados. Volume 21, n. 59, jan/mar 2007, págs. 185-193. [2] BUAINAIN, A.M.; BATALHA, M.O. Cadeia produtiva de madeira. Brasília: IICA: MAPA/SPA, 2007. 86p. (Série Agronegócios, v. 06)


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AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DO EUCALIPTO CULTIVADO NO RIO GRANDE DO SUL PARA PROCESSOS DE BIORREFINARIA Matheus Vilares1; Fernando Santos2

TRABALHOS TÉCNICOS - CIBIO 2016

RESUMO Com o uso da biorrefinaria, materiais lignocelulósicos podem ser transformados em produtos de alto valor agregado, através dos processos químicos, bioquímicos e termoquímicos. Uma grande fonte de biomassa lignocelulósica é a madeira do gênero Eucalyptus, que apresenta uma alta produção, atingindo até 80 m3/ha-1/ano-1. Biorrefinaria é uma planta industrial que integra processos e equipamentos para a conversão de biomassa em eletricidade, vapor, biocombustíveis e bioprodutos. Visando obter um aproveitamento integral e mais eficiente da biomassa lignocelulósica dentro do conceito da biorrefinaria, é necessário realizar uma caracterização quanto ao seu potencial químico e energético para definição das condições de operação dos processos de conversão. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar quimicamente e investigar o potencial de três espécies de Eucalipto (E. Dunni; E. Saligna; E. Urophylla) cultivados no Rio Grande do Sul para usos em biorrefinaria. Os resultados do teor de extrativos (3.75%) e do teor de cinzas (0.60%) indicam o uso do E. dunni em processos termoquímicos (combustão, pirólise e gaseificação), e o teor de hemiceluloses (21.45%) para a mesma espécie indica o uso para produção de bioprodutos, como o furfural. O valor encontrado do teor de celulose (44.70%) indica o uso do E. saligna para processos químicos (papel) e bioquímicos (etanol de segunda geração), e os teores de lignina (29.55%) e de cinzas (0.30%) indicam o uso do E. saligna também em processos termoquímicos. Os resultados do teor de extrativos (3.75%) e do teor de cinzas (0.60%) indicam o uso do E. dunni em processos termoquímicos (combustão, pirólise e gaseificação). O teor celulose (44.50%) indica o E. uruphylla para processos bioquímicos e químicos, seus teores de hemiceluloses (22.60%) também são indicados para produção de furfural. Conclui-se que as três espécies de eucalipto analisadas possuem alto potencial químico e energético no conceito de biorrefinaria. PALAVRAS-CHAVE: biomassa lignocelulosica, Eucalyptus., sustentabilidade, caracterização química, bioprodutos.

Introdução Tendo em vista uma escassez previsível do petróleo, há uma grande procura por matéria-prima renovável e sustentável em um futuro próximo [1]. Por isso, é de grande interesse uma substituição parcial dos processos que ainda são feitos com base em matéria-prima oriunda do petróleo ou demais origens não renováveis. Hoje, cerca de 40% da matriz energética nacional já é oriunda de fontes renováveis, com uma previsão de aumento para os próximos anos. A maior parte da matriz energética renovável é de biomassa, o que faz do Brasil uma referência mundial na geração de energia a partir da biomassa [2]. Neste contexto, a biorrefinaria se mostra como um importante recurso na utilização de material lignocelulósico para obtenção de energia e bioprodutos

com alto valor agregado [3]. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi caracterizar quimicamente e investigar o potencial de três espécies de Eucalipto (E. Dunni; E. Saligna; E. Urophylla) cultivados no Rio Grande do Sul para usos em biorrefinaria. Metodologia A. Local do Trabalho As pesquisas foram feitas na Universidade Estadual do Rio Grande do Sul (UERGS), em parceria com a Pontifícia Universidade Católica (PUCRS) e com a Universidade Federal de Viçosa (UFV). B. Procedimento

1

Matheus Vilares – Universidade Estadual do Rio Grande do Sul, Novo Hamburgo, RS, matheus_memdesa@hotmail.com 2

Fernando Santos – Universidade Estadual do Rio Grande do Sul, Novo Hamburgo, RS, fernandoasantos7@gmail.com

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Foi necessário um pré-tratamento dos cavacos utilizando um moinho de facas e reduzindo os cavacos de tal forma que o diâmetro “d” das partículas das amostras fosse menor


que uma peneira de 40 mesh, ficando retidos em uma peneira de 60 mesh (0,42 mm > d > 0,25 mm). A caracterização química das amostras de eucalipto foram realizadas em duplicata no Laboratório de Celulose e Papel da Universidade Federal de Viçosa. Foram realizadas as seguintes análises químicas: teor de celulose, hemiceluloses, lignina, extrativos totais e cinzas. Resultados e discussão Com base nos resultados obtidos nas condições do presente trabalho e nas informações obtidas na literatura, podem-se tirar as seguintes conclusões sobre o potencial da biorrefinaria da cultura do Eucalipto plantado no RS: Os resultados do teor de extrativos (3.75%) e do teor de cinzas (0.60%) indicam o uso do E. dunni em processos termoquímicos (combustão, pirólise e gaseificação), e o teor de hemiceluloses (21.45%) para a mesma espécie indica o uso para produção de furfural.

químicos e químicos, seus teores de hemiceluloses (22.60%) também indicam seu uso para produção de furfural. Portanto, conclui-se que as três espécies de Eucalipto analisadas possuem alto potencial químico e energético no conceito de biorrefinaria. Referências [1] SHAFIEE, S., TOPAL, E. When will fossil fuel reserves be diminished. Energy Policy, 37(1), pp.181–189, 2009. [2] EPE (Empresa de Pesquisa Energética). Balanço Energético Nacional 2013. Ministério de Minas e Energia. Brasil. 2013. [3] SANTOS, F.; QUEIROZ, J. H.; COLODETTE, J.; SOUZA, C. J. Produção de etanol celulósico a partir da cana-de-açúcar. In: SANTOS, F.; COLODETTE, J.; QUEIROZ, J. H. (Eds). Bioenergia e Biorrefinaria – Cana-de-Açúcar e Espécies Florestais -. Viçosa: 2013. p 129-164.

O valor encontrado do teor de celulose (44.70%) indica o uso do E. saligna para processos químicos (papel) e bioquímicos (etanol de segunda geração), e os teores de lignina (29.55%) e de cinzas (0.30%) indicam o uso do E. saligna também em processos termoquímicos. Os resultados do teor de extrativos (3.75%) e do teor de cinzas (0.60%) indicam o uso do E. dunni em processos termoquímicos (combustão, pirólise e gaseificação. O teor celulose (44.50%) indica o E. urophylla para processos bio-

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AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DO ÓLEO DE NABO FORRAGEIRO NA PRODUÇÃO DE BIODIESEL

Douglas Faria1; Jeane Dullius2

TRABALHOS TÉCNICOS - CIBIO 2016

RESUMO O nabo forrageiro é uma planta pertencente à família das Brassicaseas e é empregado para adubação verde e rotação de culturas devido a grande capacidade de reposição de nutrientes do solo e de seu desenvolvimento em solos pobres de nutrientes. Tal planta possui crescimento rápido e em climas frios, o que a tornaria suscetível para rotação com a soja. Além disso, o nabo forrageiro possui ácido erúcico na composição do óleo nas sementes o que acarretaria a inibição da planta como cultura alimentícia, tornando o uso do óleo apropriado para a produção de biodiesel, uma vez que, diferentemente da soja, a planta não seria empregada para consumo humano. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o potencial do óleo de nabo forrageiro na produção de biodiesel utilizando metanol, etanol e uma mistura de ambos contendo 60% e 40% respectivamente, e, ainda, avaliar duas formas de pré-tratamento do óleo – filtração a vácuo e centrifugação. Após a produção foi calculado o rendimento de transesterificação através de cromatografia gasosa. Os resultados obtidos indicaram um rendimento de 86% no meio reacional contendo metanol, cujo pré-tratamento do óleo foi à filtração a vácuo, já a centrifugação ocasionou diminuição do rendimento alcançando 45%. A utilização do etanol proporcionou rendimento de 15% utilizando a filtração a vácuo, e 5% com a centrifugação como pré-tratamento do óleo. A mistura de metanol e etanol apresentou rendimento de 60,8%, porém foi usada somente a filtração a vácuo para tratamento do óleo. Através dos dados apresentados, conclui-se que o maior rendimento da produção de ésteres de ácidos graxos ocorreu com a utilização de metanol e da filtração a vácuo como pré-tratamento do óleo de nabo forrageiro.

Introdução A iminente escassez das reservas de petróleo, principal fonte energética mundial, juntamente com as preocupações da sociedade com a preservação ambiental, são os principais motivos que levaram os governos a buscarem estratégias para uma maior produção e maior consumo de combustíveis que sejam renováveis e sustentáveis[1,2] Neste cenário, o Brasil vem se destacando pela sua grande diver1 Douglas Faria - Universidade estadual do Rio grande do Sul, Novo Hamburgo, RS - douglas.faria_05@hotmail.com 2

Jeane Dullius – Universidade Pontifícia Católica, Porto Alegre, RS, jeane. estelalima@gmail.com

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sidade e produtividade de grãos que podem ser utilizados na obtenção de óleos vegetais, apresentando neste sentido, uma grande abertura para uma nova alternativa energética, como no caso da substituição do diesel por biocombustíveis produzidos a partir destes óleos vegetais.[3] O nabo forrageiro (Raphanus sativus L.) faz parte do grupo de oleaginosas pertencente à família Brassicaceae, sendo muito cultivado nas regiões sul e centro-oeste do Brasil. Esta cultura possui ácido erúcico na composição do óleo presentes nas sementes o que acarretaria a inibição da planta como cultura alimentícia, tornando o uso do óleo apropriado para a produção de biodiesel, uma vez que, diferentemente da soja, a planta não seria empregada para consumo humano. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar


o potencial do óleo de nabo forrageiro na produção de biodiesel utilizando metanol, etanol e uma mistura de ambos contendo 60% e 40% respectivamente, e, ainda, avaliarduas formas de pré-tratamento do óleo –filtração a vácuo e centrifugação.

Figura 1. Cromatograma referente ao rendimento de 86% de produção de biodiesel.

Metodologia A. Local do Trabalho As pesquisas foram feitas na Universidade Estadual do Rio Grande do Sul (UERGS) em parceria com a Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC-RS) e com aFundação Liberato Salzano (LIBERATO). B. Procedimento A metodologia consiste na extração do óleo por prensagem a frio e um prétratamento do óleo extraído. Logo, foi feita a reação de transesterificação usando 10 mL de óleo pré-tratado e 1% em massa, em relação ao óleo, de Hidróxido de Sódio (NaOH) usado como catalisador.

Fonte: Autor (2016) Figura 2. Cromatograma referente ao rendimento de 45% de produção de biodiesel.

Na reação com metanol foi usada a proporção de 6:1 de álcool e óleo e a reação foi conduzida por 1 hora sob refluxo na temperatura de 650C. Nas reações utilizando etanol e a mistura de metanol com etanol foi usado, em ambas, a proporção 8:1 de álcool e óleo, conduzidas 1 hora sob refluxo nas temperaturas de 850C e 650C respectivamente. Após a produção do biodiesel foi feita a separação por decantação e posterior purificação utilizando magnesol. Logo, foi feita cromatografia para cálculo do rendimento da reação de tarnsesterificação. Foi utilizado cormatógrafo SHIMADZU com padrão heptadecanoato de metila com concentração de 9,8mg/ml. A programação do cromatógrafo utilizada foi:

Fonte: Autor (2016) Figura 3. Cromatograma referente ao rendimento de 15% de produção de biodiesel.

a) T= 160oC por 0,5 min; b) taxa de aumento de temperatura 40oC.min-1 até 190oC; c) 250oC durante 0,5min. Resultados e Discussão Os resultados obtidos indicaram um rendimento de 86% no meio reacional contendo metanol, cujo pré-tratamento do óleo foi à filtração a vácuo conforme Figura 1. Já a centrifugação ocasionou diminuição do rendimento alcançando 45% conforme Figura 2. A utilização do etanol proporcionou rendimento de 15% utilizando a filtração a vácuo conforme Figura 3.

Fonte: Autor (2016)

Entretanto, o rendimento alcançou apenas 5% com a centrifugação como pré-tratamento do óleo como mostra a Figura 4. A mistura de metanol e etanol apresentou rendimento de 60,8%, porém foi usada somente a filtração a vácuo para tratamento do óleo, de acordo com cromatograma apresentado na Figura 5. Revista Biomassa BR

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...óleo de nabo forrageiro possui grande potencial para produção de biodiesel através da utilização de metanol como o álcool mais eficaz e a filtração a vácuo como melhor prétratamento do óleo devido ao alcance de 86% de rendimento reacional... Figura 5. Cromatograma referente ao rendimento de 60,8% de produção de biodiesel.

Figura 4. Cromatograma referente ao rendimento de 5% de produção de biodiesel.

Fonte: Autor (2016) Fonte: Autor (2016)

Através dos dados apresentados, conclui-se que o óleo de nabo forrageiro possui grande potencial para produção de biodiesel através da utilização de metanol como o álcool mais eficaz e a filtração a vácuo como melhor prétratamento do óleo devido ao alcance de 86% de rendimento reacional. Ainda, é de interesse caracterizar o óleo utilizado e avaliar as características físicoquímicas do biodiesel produzido com os diferentes álcoois e pré-tratamentos utilizados, visando uma melhor identificação de condições ótimas para produção com maior rendimento e qualidade. Referências [1] KHESHGI, H. S.; PRINCE, R. C.; MARLAND, G.; ANNU Rev Energy Environ. 2000, 25, 1999. [2] HIMMEL, M. E.; DING, S. Y.; JOHNSON, D. K.; ADNEY, W. S.; NIMLOS, M. R.; BRADY, J. W.; Science. 2007, 315, 804. [3] BILICH, F.; SILVA, R. da; Análise Multicritério da Produção de Biodiesel. XIII SIMPEP, Bauru – SP. 2006

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Revista Biomassa BR


POLIÉSTER DE GLICEROL E ÓLEO DE MAMONA Rodrigo da Vitória Gomes1; Breno Nonato de Melo2; Carla da Silva Meireles3

RESUMO

PALAVRAS-CHAVE: Polímeros de biomassa, glicerol, óleo de mamona, ligações cruzadas.

Introdução O glicerol juntamente com o óleo de mamona são polióis precursores de uma gama de materiais poliméricos, em destaque os poliésteres hiper-ramificados1. Polímeros de fontes renováveis são candidatos a processo de biodegradação mais rápido que os de origem petroquímica2. Este trabalho tem por objetivo sintetizar e caracterizar poliésteres com alto teor de ligações cruzadas a partir do glicerol e óleo de mamona. Metodologia O trabalho foi realizado na Universidade Federal do Espírito Santo, Campus São Mateus. A polimerização seguiu de duas formas: sistema aberto e sistema fechado no qual se retira a água do processo utilizando bomba a vácuo e trap. Todas as reações foram conduzidas utilizando glicerol (Synth), óleo de mamona (Polyurethane) nas proporções de 1:0; 1:1; 9:1; 8:2; 7:3; 6:4; 0:1, reagidos com ácido adípico (Vetec) nas estequiometrias de 0,9; 1,0; 1,5; 2,0 com dilaurato de dibutilestanho e ácido p-tolueno sulfônico (Vetec), como catalisadores. A polimerização foi conduzida a 190ºC até o ponto da alta viscosidade da mistura e então vertidos em placa de Petri e curados em estufa a 105°C por 4 horas. Os 1 Rodrigo Da Vitória Gomes, Universidade Federal do Espírito Santo, São Mateus/ES, rodrigodavitoriagomes@gmail.com 2

Breno Nonato de Melo, Universidade Federal do Espírito Santo, São Mateus/ ES 3

Carla da Silva Meireles, Universidade Federal do Espírito Santo, São Mateus/ ES

materiais obtidos foram caracterizados por espectroscopia de absorção na região do infravermelho via ATR (CARY 630Agilent Technologies) e por Ressonância Nuclear Magnética de Hidrogênio (Varian VNMRS 11,75T, 500 MHz) utilizando DMSO como solvente. Resultados e Discussão Ambos os sistemas mostram-se com eficiência na polimerização, entretanto o sistema á vácuo é mais indicado, pois evita a hidrólise pós-polimerização. O glicerol mostrou-se mais reativo frente ao ácido adípico que o óleo de mamona nas mesmas condições. A mistura com 10% de óleo de mamona em todas as estequiometrias [OH]/[COOH] mostrou-se como a mais promissora visto pela alta compatibilidade da mistura. Todos os espectros de ATR dos polímeros evidenciam as bandas de características de éster (1730 cm-1, 1300 cm-1 e 1100 cm-1). Os espectros de RMN1H mostraram os principais sinais de modificação dos polióis pelo ácido adípico indicando a ramificação dos poliésteres sintetizados. Referências [1] KUMARI, S.; MISHRA, A. K.; CHATTOPADHYAY, D. K.; RAJU, K. V. S. N., Synthesis and Characterization of Hyperbranched Polyesters and Polyurethane Coatings, Journal polymer Science: Part A: polymer Chemistry, v. 45, p. 2673-2688, 2007. [2] M.M. Brioude; D.H. Guimaraes; R.P. Fiuza; L.A.S.A. Prado; J.S. Boaventura; N.M. Jose; Materials Research 2007, 10(4), 335-339. Revista Biomassa BR

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TRABALHOS TÉCNICOS - CIBIO 2016

O óleo de mamona e o bio-glicerol são polióis de alto teor de hidroxilas que sintetizam poliésteres de grande aplicabilidade e com características biodegradáveis. Foram sintetizados uma série de poliésteres a partir de óleo de mamona, glicerol e ácido adípico, catalisado por dilaurato de dibutilestanho e ácido p-tolueno sulfônico nas estequiometrias 0,9; 1,0; 1,5; 2,0. Os poliésteres sintetizados, dependendo da estequiometria e da proporção entre os polióis apresentam características adesivas à elastoméricas. Estas características tem relação direta com o teor de ligações cruzadas e com a extensão da cadeia propiciada pelo óleo de mamona.


AVALIAÇÃO DO POTENCIAL ENERGÉTICO DOS RESÍDUOS DE ARROZ CULTIVADOS NO RIO GRANDE DO SUL Matheus Mem de Sá1; Fernando Santos2

TRABALHOS TÉCNICOS - CIBIO 2016

RESUMO A demanda por materiais provenientes de recursos renováveis capazes de substituir químicos e combustíveis à base de petróleo está cada vez maior, visto o esgotamento gradual de recursos naturais e o impacto ambiental causados pela poluição. Neste cenário, diversos países desenvolvidos ou em desenvolvimento, estão mobilizando grandes investimentos para que a biomassa lignocelulósica tenha participação cada vez mais significativa na matriz energética mundial. O resíduo da casca bem como da palha de arroz, subproduto gerado após a colheita e processamento, respectivamente, possuem grande potencial como fonte energética, uma vez, que pode substituir a queima de biomassa lenhosa como a madeira, para a geração de bioenergia térmica ou elétrica, tornando assim um bioproduto viável de forma sustentável e econômica. Neste contexto, o objetivo principal desta proposta foi avaliar o potencial energético da cultura do arroz cultivado no Rio Grande do Sul dentro do conceito de biorrefinaria. O potencial energético da casca e palha de arroz foi avaliado através da realização de análises imediata e elementar, assim como estimativa do poder calorífico superior. Os resultados de análise elementar para casca de arroz foram carbono (42,49%); hidrogênio (4,88%); nitrogênio (1,33%); e enxofre (0,13%). Para a palha foram obtidos os seguintes resultados: carbono (45,06%); hidrogênio (4,91%); nitrogênio (0,83%); e enxofre (0,12%). Já para análise imediata, os resultados para a casca de arroz foram: cinzas (16,16%); materiais voláteis (60,33%); carbono fixo (10,10%). Para palha foram obtidos: cinzas (12,23%); materiais voláteis (61,80%); carbono fixo (15,26%). No poder calorífico o resultado foi: (16,70 MJ/Kg) para casca e (16,75 MJ/Kg) para palha de arroz. Diante destes resultados, pode-se concluir que tanto a casca quanto a palha de arroz analisadas possuem características desejáveis ao processo de produção energética. PALAVRAS-CHAVE: Biomassa lignocelulósica, biorrefinaria, Oryza sativa.

Introdução A demanda por materiais provenientes de recursos renováveis capazes de substituir químicos e combustíveis à base de petróleo está cada vez maior, visto o esgotamento gradual de recursos naturais e o impacto ambiental causados pela poluição.[1] Neste cenário, diversos países desenvolvidos ou em desenvolvimento, estão mobilizando grandes investimentos para que a biomassa lignocelulósica tenha participação cada vez mais significativa na matriz energética mundial.[2] Dentre as diferentes fontes de biomassa, o arroz (Oryza sativa) vem sendo amplamente investigado nos processos de biorrefinaria, por ser um dos cereais mais consumidos do mundo, além de apresentar altos teores de carboidratos, vitaminas e proteínas. Do cultivo ao processamento industrial do arroz são gerados grandes quantidades de resíduos, na qual se destacam a palha e a casca, que são

resíduos agrícolas, biodegradáveis e de baixo custo. A produção anual mundial de palha de arroz é de cerca de 650975 milhões de toneladas, enquanto que a casca toneladas. [3,4]

A utilização desses resíduos como fonte energética na queima de fornos industriais é uma realidade, mas sua utilização de forma mais eficiente num modelo com valor agregado é economicamente mais interessante, corroborando com os preceitos de agricultura sustentável.[5] Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o potencial energético da cultura do arroz dentro do conceito da biorrefinaria. Metodologia A. Local de Trabalho

1

Matheus Mem de Sá, Universidade Estadual do Rio Grande do Sul, Novo Hamburgo, RS, matheus_memdesa@hotmail.com 2

Fernando Santos, Universidade Estadual do Rio Grande do Sul, Novo Hamburgo, RS, fernandoasantos7@gmail.com

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As pesquisas foram realizadas na Universidade Estadual do Rio Grande do Sul (UERGS) em parceria com a Universidade Federal de Viçosa (UFV).


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B. Procedimento A palha e a casca de arroz foram submetidas ao processo de secagem, sendo posteriormente moídas para realização das análises imediata, elementar e poder calorífico superior. A análise imediata foi feita seguindo a norma ABNT NBR 8112 para determinar o teor de umidade, cinzas, voláteis e carbono fixo. A análise elementar foi realizada utilizando método de Pregl-Dumas para determinação de carbono, nitrogênio, enxofre e oxigênio nas amostras. O poder calorífico foi estimado usando a norma ABNT NBR 8633/84.

de biomassas. A composição elementar da biomassa é um importante parâmetro para uso em cálculos de processos termoquímicos e químicos, ou seja, obtém o percentual em massa dos principais elementos que a constituem sendo um importante padrão para qualidade. Os resultados obtidos para C foram (42,49%) da casca e (45,06%) da palha do arroz; para o H, obteve-se (4,91%) da palha e (4,88%) da casca do arroz; o N obteve-se (0,83%) da palha e (1,33%) da casca do arroz; do S obteve-se (0,12%) da palha e (0,13%) da casca do arroz. Após a combustão, óxidos de nitrogênio e óxidos de enxofre são formados como consequência da reação de elementos como nitrogênio e enxofre em contato com o oxigênio. Os valores acima permitem calcular a quantidade de CO2 e H2O produzidos na combustão completa. Para o processo de gaseificação calcula-se a quantidade de ar necessário para gaseificação do combustível, já para o processo de combustão calcula-se a quantidade de adsorvente necessário para a limpeza de enxofre e do gás de combustão. Os baixos valores de S obtidos são favoráveis, uma vez que contribuirão em um menor gasto com a etapa de limpeza dos gases produzidos. O Poder Calorífico Superior (PCS) representa o calor liberado, ou seja, a quantidade máxima de energia que pode ser obtida da transferência de calor do combustível. Tem-se como resultado para a casca (16,70 MJ/Kg) e (16,75 MJ/Kg) para palha de arroz. A composição química e tipo de biomassa são os principais fatores que influenciam nos valores do poder calorífico das amostras. Diante destes resultados, pode-se concluir que tanto a casca quanto a palha de arroz analisadas possuem características desejáveis ao processo de produção energética.

Resultados e discussões

Referências

A análise imediata é importante para o aproveitamento energético da biomassa, pois é a que maior tem influência no poder calorífico e visa encontrar os valores de cinzas, voláteis e carbono fixo. Os resultados para cinzas foram (16,16%) para casca e (12,23%) para palha do arroz. As cinzas quando em alta concentração podem reduzir a potência calorífica, podendo resultar na perda de energia. Quando comparadas a outros tipos de biomassa, a casca e palha de arroz apresentam teor de cinzas relativamente alto, o que pode ocasionar em redução do poder calorífico. Os resultados para materiais voláteis foram (60,33%) da casca e (61,80%) da palha de arroz. A ignição é influenciada diretamente pelo teor de materiais voláteis, quanto maior a taxa de voláteis maior será a reatividade subsequente à ignição. O teor de carbono fixo está associado ao valor de cinzas e voláteis, pois se refere à massa restante após a saída de compostos voláteis, excluindo as cinzas e teores de umidade. Quando se obtém um alto teor de carbono fixo o mesmo poderá resultar em um maior tempo de estância dentro do aparelho de queima. Neste contexto, os valores do carbono fixo para análise imediata foram (10,10%) da casca e (15,26%) da palha do arroz. Esses valores são semelhantes aos obtidos em outros tipos

[1] HUANG, C.-F, JIANG, Y.-F, GUO, G.-L, HWANG, W.-SONG. (2013). Method of 2,3-butanediol production from glycerol and acid-pretreated rice straw hydrolysate by newly isolated strains: Pre-evaluation as an integrated biorefinery process. Bioresour. Technol., 135, 446–453. [2] SANTOS, F.; QUEIROZ, J. H.; COLODETTE, J.; SOUZA, C. J. Produção de etanol celulósico a partir da cana-de-açúcar. In: SANTOS, F.; COLODETTE, J.; QUEIROZ, J. H. (Eds). Bioenergia e Biorrefinaria – Cana-de-Açúcar e Espécies Florestais -. Viçosa: 2013. p 129-164. [3]GU, F., WANG, W., JING, L., JIN, Y. Effects of green liquor pretreatment on the chemical composition and enzymatic digestibility of rice straw. Bioresource Technology, v. 149, p. 375–382, 2013. [4] YAM, R.C.M., MAK, D.M.T. A cleaner production of rice husk-blended polypropylene ecocomposite by gas-assisted injection moulding.Journal of Cleaner Production, v. 67, p. 277-284, 2014. [5] YANG, S.-T., YU, M. (2013). Bioprocessing Technologies in Biorefinery for Sustainable Production of Fuels, Chemicals, and Polymers, First Edition. John Wiley& Sons, Inc.

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AVALIAÇÃO PRELIMINAR DE PARÂMETROS DE FLUIDIZAÇÃO NA GASEIFICAÇÃO DE BIOMASSA Albert Reis dos Anjos1, Amanda Assunção Rosa2, Anna Leticia Montenegro Turtelli Pighinelli3, Rossano Gambetta4, Fabricio Machado5

Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de parâmetros de processo sobre o comportamento da fluidização na gaseificação de biomassa. Observou-se que a perda de carga no leito de quartzo branco fluidizado em função da velocidade do gás de fluidização, bem como a velocidade mínima de fluidização, determinados experimentalmente, se comportaram de forma similar ao descrito na literatura, com regimes de fludização bem caracterizados. PALAVRAS-CHAVE: Fluidização, Velocidade Mínima de Fluidização.

Introdução A gaseificação de biomassa tem recebido muita atenção como uma fonte alternativa para geração de energia, originando uma mistura gasosa constituída basicamente de monóxido de carbono e hidrogênio, que pode ser aplicada na queima direta para geração de energia elétrica e como matéria-prima para indústria química visando produção de amônia, hidrogênio e combustíveis líquidos.1 A análise preliminar dos parâmetros fluidodinâmicos é de fundamental importância para avaliação do efeito dos parâmetros de operação sobre o desempenho do gaseificaEngenheiro de Energia – UnB, Brasília, DF, albert.reis.anjos@gmail.com. Bacharel em Química – UnB, Brasília, DF. 3. Doutor em Engenharia Agrícola – Embrapa Agroenergia, Brasília, DF; 4. Doutor em Engenharia Química – Embrapa Agroenergia, Brasília, DF; 5. Doutor em Engenharia Química – UnB, Brasília, DF. 1. 2.

dor.2 O presente trabalho baseou-se nas equações descritas por Kunii et al (1991) para o cálculo da velocidade e porosidade mínimas de fluidização do processo, e comparou com resultados experimentais obtidos utilizado ar como agente de fluidização e quartzo branco mesh 20 (diâmetro característico aproximada-mente igual a 0,84 mm) como leito. Metodologia Experimental Os ensaios de gaseificação foram conduzidos em um reator de leito fluidizado (PID Eng&Tech) com diâmetro de 8,28 cm e altura útil do leito de 70,5 cm. Durante o teste de fluidização, a vazão do agente de gaseificação (ar) foi variada de 5 em 5 litros por minuto, na faixa de 0 a 120 L/min, mantidas constantes em intervalos de 5 minutos como garantia de operação do fluxo de ar em estado estacionário. Por meio de um transdutor de pressão localizado na região do leito, responsável pela medição da perda de carga (∆P) Revista Biomassa BR

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RESUMO


Figura 1. Perda de Carga no Leito em Função da Velocidade do Agente de Fluidização (Ar).

no leito em relação a saída do distribuidor de ar, os dados ∆P foram coletados a cada minuto. Utilizou-se as médias de vazão e ∆P para representação dos regimes de fluidização do quartzo, como mostrado na Figura 1. Resultados e Discussões A Figura 1 mostra o comportamento da perda de carga no leito em relação à vazão superficial de ar. Nota-se que esse comportamento é similar ao comportamento descrito na literatura.3 Em baixas velocidades (entre 0,002 e 0,202 m/s) o ∆P no leito aumenta de forma linear, diretamente proporcional a velocidade do gás, caracterizando um regime de leito fixo, onde o gás apenas percola o leito afastando algumas partículas. Quando a condição de mínima fluidização é atingida, entre as velocidades de 0,217 e 0,232 m/s, a perda de carga no leito não varia com o aumento da velocidade do ar. Novos incrementos de velocidade do gás caracterizam outros regimes de fluidização (slug, turbulento) e

transporte pneumático. A Tabela 1 mostra os parâmetros de velocidade e porosidade mínimas de fluidização calculados segundo equações de Kunii et al (1991) para dois valores de esfericidade do material, 0,66 (mínimo) e 0,86 (máximo). Conclui-se que a velocidade mínima de fluidização determinada experimentalmente está dentro dos valores calculados de acordo com o que está descrito na literatura. Referências [1]. MOLINO, A.; CHIANESE, S.; MUSMARRA, D., Biomass gasification technology: The state of the art overview. Journal of Energy Chemistry. [2]. GÓMEZ-BAREA, A.; LECKNER, B., Modeling of biomass gasification in fluidized bed. Progress in Energy and Combustion Science 2010, 36 (4), 444-509. [3]. KUNII, D., LEVENSPIEL, O. Fluidization Engineering (Second Edition), Butterworth-Heinemann: Boston, 1991.

Tabela 1. Parâmetros de Velocidade e Porosidade Mínimas de Fluidização Segundo Kunii et al. (1991).

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FENASUCRO & AGROCANA

confirma expectativa de retomada do setor sucroenergético com aumento de público e geração de negócios Maior e principal feira do segmento realizada no final de agosto em Sertãozinho cresceu 3,5%

C

onsiderada o termômetro do setor sucroenergético e atraindo compradores do mundo todo que buscam soluções e novas tecnologias, a 24ª FENASUCRO & AGROCANA confirma o cenário de retomada. O balanço final divulgado pela organização do evento apresenta um crescimento de 3,5% em volume de negócios, o que equivale a R$ 2,9 bilhões, e supera a expectativa que era manter o mesmo número da edição passada (R$ 2,8 bilhões). As rodadas de negócios nacionais e internacionais impulsionaram os negócios na feira gerando cerca de US$ 390 milhões e mais de US$ 130 milhões em prospecções. As mais de 700 reuniões comerciais foram fruto das rodadas de negócio internacionais promovidas pelo Projeto Brazil Sugarcane Bioenergy Solution, uma parceria entre o Arranjo Produtivo Local do Álcool (Apla) e a Agência Brasileira de Promoção de Exportações e Investimentos (Apex-Brasil) e das rodadas nacionais, promovidas pelo Ceise BR e Reed Exhibitions Alcantara Machado. Participaram compradores de todos os estados

presidente do CEISE Br.

do Brasil e de países como Argentina, Bolívia, Colômbia, Costa Rica, Cuba, El Salvador, México, Nicarágua, Peru, Uruguai e Venezuela. Segundo o Gerente Geral da FENASUCRO & AGROCANA, Paulo Montabone, o aumento do volume de negócios demonstra a força da feira para o setor. “Os números refletem aquilo que vimos antes e durante os dias de FENASUCRO & AGROCANA. Muitas empresas apostaram e vieram pela primeira vez porque acreditaram que o evento seria o ponto de partida da retomada”, comenta. “Esta edição foi marcada por um clima bastante positivo e realmente acreditamos que a feira representou a ponte para a retomada do setor sucroenergético”, completou Paulo Gallo,

A feira também se consolida como plataforma de alternativas, soluções e inovações tecnológicas, reunindo mais de mil marcas que apresentaram produtos voltados para toda cadeia produtiva canavieira. De acordo com João Bissiano Herrada, representante da Citrotec, que participa da feira há sete anos, a edição de 2016 teve um balanço muito positivo, principalmente, em relação ao perfil dos visitantes. “Esse ano tivemos muitas visitas que estavam fora de nossa programação, incluindo grupos estrangeiros. Foi possível fechar vários negócios durante o evento e encaminhamos muitos outros. Tivemos um incremento de cerca de 80% entre vendas concretas e possibilidades de projetos futuros”, afirma Herrada. Para o representante da TGM, Adalberto Marchiori, a participação também superou as expectativas da Revista Biomassa BR

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empresa, principalmente, em relação à procura de serviços como o planejamento dos processos de manutenção. “Foi muito positivo. A qualidade do público está melhor, tivemos muitos negócios fechados e temos um número significativo de projetos em andamento com boa perspectiva de concluir a venda. Percebemos também um aumento significativo de empresas interessadas em já agendar o processo de manutenção, o que também é muito positivo”, afirma Marchiori. Na edição deste ano, a TGM comemorou entre outras negociações, a venda de quatro redutores para um grupo brasileiro de usinas e um pacote de produtos para empresas da Argentina. Para a SEW Eurodrive, a FENASUCRO & AGROCANA foi estratégica para fortalecer relacionamentos comerciais. “Tivemos a visita de clientes importantes e prospecção de novos negócios, além de receber clientes como Usina Cerradinho”, afirma Sarah Leitão, representante da empresa. Em 2016, 35 mil visitantes compradores passaram pela feira – em 2015 o número foi de 33 mil – vindos de todos os estados brasileiros e 46 países de todos os continentes do mundo. Qualificação profissional foi destaque na feira Um dos principais atrativos da 24ª edição da FENASUCRO & AGROCANA foi a sua grade de eventos de conteúdo, que passou de 90 para mais de 200 horas nesta edição. Passaram pelo Espaço de Conferências José Felix Silva Junior cerca de 5 mil pessoas – três mil a mais que na edição passada. Palestras, workshops, debates, encontros e seminários, disseminaram novos conhecimentos e tendências para que o setor sucroenergético se prepare para entrar em uma "nova era". Os eventos de conteúdo discutiram, por exemplo, a perspectivas de mercado, inovações em automação industrial, comunicação para o setor, Transporte e Logística, custos agrícolas,

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irrigação e fertirrigação, entre outros. “Todos os nossos visitantes encontraram na FENASUCRO & AGROCANA diversos conteúdos para enriquecer e se aprimorar profissionalmente. O setor está diante de um novo ciclo marcado por crescimento e, por isso, apostamos na qualificação para que os profissionais do setor estejam preparados para enfrentar os novos desafios que vêm por aí”, explica Igor Tavares,

Diretor do Portfólio de Energia da Reed Exhibitions Alcantara Machado. A 25ª edição da FENASUCRO & AGROCANA já tem data para acontecer: 22 a 25 de agosto de 2017. A feira é realizada pelo CEISE Br (Centro Nacional das Indústrias do Setor Sucroenergético e Biocombustíveis) e organizada pela Reed Exhibitions Alcantara Machado. Mais informações pelo site: www.fenasucro.com.br.

NÚMEROS 24ª FENASUCRO & AGROCANA • Público: 35 mil visitantes/compradores • Volume de negócios: R$ 2.9 bilhões a serem concluídos até o final de 2016. • Marcas: mais de 1.000 em exposição • Presença de representantes de 100% dos estados brasileiros • 31% dos visitantes compostos por sócios e proprietários de usinas • O NPS (índice que correlaciona a satisfação dos expositores com a intenção em retornar ao evento na próxima edição) subiu em 5% e passou de 16% para 21% • Representantes de usinas e indústrias de mais de 46 países • Área de exposição de 70 mil m² • Mais de 200 horas de eventos de conteúdo • Espaço de Conferências: presença de 5 mil pessoas • Rodadas Internacionais Apla/Aplex: geração de US$ 382 mi • Setores da Feira: Agrícola, Fornecedores Industriais, Processos Industriais, Transporte e Logística e Energia.


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- Bioeletricidade - Futuro dos Biocombustíveis - Resíduos Sólidos Urbanos

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