especial biomassa vinha, fonte de biomassa asi ca o de biomassa um recurso por explorar Luís Oliveira e Amadeu Borges Bruna Soares e Amadeu Borges

IWTIGMEPFMSQEWWE

38

vinha, fonte de biomassa

Luís Oliveira e Amadeu Borges

especial biomassa

Kasi½ capno de biomassa

– um recurso por explorar

Bruna Soares e Amadeu Borges

A disponibilidade de energia continua atualmente muito dependente dos combustíveis fósseis, motivo pelo qual as concentrações de CO₂ na atmos-fera continuam a aumentar, sendo este gás o que mais contribui para o aquecimento global. Diferentes medidas deverão ser aplicadas para dimi-nuir estas concentrações, tais como reduzir fortemente o consumo energé-XMGSEXVEZqWHSEYQIRXSHEI½GMsRGMEHSWWMWXIQEWITSVYQYWSGVIWGIRXI das fontes de energia renovável em detrimento dos combustíveis fósseis.

Introdução

A biomassa é um exemplo de energia renovável cujo potencial é enorme e existem várias razões para considerar a biomassa como uma fonte inte-ressante de energia, nomeadamente porque:

ˆ qYQVIGYVWSVIRSZjZIP

ˆ a sua utilização sustentável permite uma emissão líquida de CO₂ para a atmosfera nula, devido ao processo da fotossíntese (Bhattacharya,  

ˆ qYQWYFTVSHYXSHIFEM\SGYWXSREEKVMGYPXYVESYWMPZMGYPXYVE ˆ tem um enorme potencial especialmente no hemisfério norte.

Como biomassa designa-se, em geral, a massa total de matéria orgânica que se acumula num espaço vital. Desta maneira pertencem à biomassa todas as plantas e todos os animais incluindo os seus resíduos bem como, num sentido mais amplo, as matérias orgânicas transformadas como resí-duos da indústria transformadora da madeira e indústria alimentar. Estes elementos primários de biomassa podem ser transformados pelas diferen-tes tecnologias de conversão em biocombustíveis sólidos (estilha, briquediferen-tes ou pellets PuUYMHSWSYKEWSWSWI½REPQIRXIRSWTVSHYXSW½REMWHIIRIV-gia térmica, mecânica e elétrica.

A biomassa combustível, sob as formas de estilha e de pellets, é utilizada em sistemas de aquecimento constituídos por caldeiras mais ou menos automáticas. Embora se consigam custos por unidade de energia ligeira-mente mais baixos com o uso da estilha, esta é sobretudo usada em insta-PEp~IWHIQEMSVIRZIVKEHYVE½GERHSSWIYYWSGSQTVSQIXMHSIQIHMJuGMSW residenciais devido ao volume de armazenamento que exige.

Na verdade, os pellets são a forma de disponibilização de biomassa para energia mais usada no aquecimento de edifícios recorrendo a caldeiras EYXSQjXMGEWTSVWIETVIWIRXEVQEMWYRMJSVQIGSQEPXEGSR½ERpEHISTI-ração, além de requerer menor espaço para o armazenamento.

A procura para a valorização dos recursos endógenos, focalizada na região do Douro, resulta naturalmente num foco sobre os subprodutos da produção de uva para vinho, como o engaço, o bagaço de uva e as podas da vinha. Assim, procura-se a valorização energética destes recursos, com principal incidência nas principais castas do Douro, produzindo ao mesmo tempo a eliminação destes, habitualmente caraterizados como resíduos (*MKYVE).

Descrição da biomassa da vinha

4VSGYVERHSGEVEXIVM^EVIMHIRXM½GEVSTSXIRGMEPIRIVKqXMGSHSWWYFTVSHY-tos da produção de uva para vinho foram realizados ensaios laboratoriais em torno desta matéria-prima na zona de denominação de origem con-trolada mais antiga do mundo, o Douro. De entre as castas, selecionaram--se a Touriga Franca, a Tinta Roriz, Tinta Barroca, Viozinho e Malvasia Fina.

De acordo com Silva, J. (2006), um cacho de uvas é composto por 3 a 6% de engaço, enquanto que o bago representa 94 a 97% da sua massa. Do bago retira-se 7 a 12% de película, 83 a 91% de polpa e 0 a 6% de grainha. As composições químicas do engaço, da película e da grainha são apre-sentadas na 8EFIPE. Na produção de pellets, com a incorporação de películas e grainhas pretende-se aproveitar a capacidade das ceras pre-sentes nas películas para melhorar o processo produtivo. Já com a incor-TSVEpnSHEKVEMRLETVIXIRHIWIQIPLSVEVSTSHIVGEPSVu½GSkGYWXEHE TVIWIRpEHIGSQTSWXSWKPYGuHMGSWIHIPuTMHSW3TSHIVGEPSVu½GSHIYQ combustível é o valor absoluto da quantidade de calor libertado na com-bustão completa da unidade de massa do combustível, em condições HIZMHEQIRXIHI½RMHEW

%WRIGIWWMHEHIWIRIVKqXMGEWEYQIRXEVEQI\TSRIRGMEPQIRXIRSWqGYPSTEWWEHSIGSRXMRYEQEGVIWGIV

EYQVMXQSEGIPIVEHS

vinha, fonte de biomassa

Luís Oliveira e Amadeu Borges amadeub@utad.pt

Na produção de pellets, com a incorporação de películas e grainhas pretende-se aproveitar a capacidade das ceras presentes nas películas para melhorar o processo produtivo. Já com a incorporação da grainha pretende-se melhorar o poder calorífico à custa da presença

de compostos glucídicos e de lípidos.

40

VINHA, FONTE DE BIOMASSA

especial biomassa

Procedimento de análise

O teor de água do engaço, película e grainha são determinados após a recolha pela altura da vindima, sendo ao mesmo tempo determinada a energia necessária para a secagem desta biomassa. A biomassa passa posteriormente por um processo de estilhagem e trituração (*MKYVE) antes de ser efetuada a análise química elementar e determinado o poder GEPSVu½GS*MKYVE).

Nesta fase dá-se início à produção de pellets com a incorporação de grai- RLEXIRHSIQZMWXEEQIPLSVMEHSTSHIVGEPSVu½GSIHSTVSGIWWSHITVS-dução, incorporação de películas, tendo em vista a melhoria do processo de produção e a incorporação de outras biomassas, tendo em vista a dimi-nuição do teor de cinzas, tipicamente na ordem dos 7%, regulação de emis-W~IWQIPLSVMEHSTSHIVGEPSVu½GSIHSTVSGIWWSHITVSHYpnS

Resultados

Do processo de secagem (*MKYVE) resulta que o teor de humidade diminuiu cerca de 50% para o engaço e cerca de 35% para a grainha (*MKYVE). A *MKYVE mostra a evolução da perda de massa com o tempo de secagem das amostras da casta Touriga Franca.

3TSHIVGEPSVu½GSFEWIWIQEHMpnSHITIPuGYPEWSYKVEMRLEWVIWYPXSY num intervalo entre 16,1 (casta Tinta Roriz) e 16,9 MJ/kg (casta Touriga Franca) entre as várias castas estudadas.

'SQEEHMpnSHITIPuGYPEWIKVEMRLEWSTSHIVGEPSVu½GSEYQIRXSYIQ GIVGEHI -KYEPEYQIRXSJSMZIVM½GEHSETzWEI\XVEpnSHSWGSQTSWXSW fenólicos presentes no engaço.

Desta forma, facilmente se pode concluir que os subprodutos da produ-ção de uva para vinho apresentam um potencial interessante para a pro-dução de energia.

Potencial energético

A produção nacional de uva em Portugal Continental é ilustrada na 8EFIPE, numa distribuição por NUTS II.

(% peso fresco) Engaço Água 78,0 – 80,0 Oses 0,5 – 1,5 Ácidos orgânicos 0,5 – 1,6 Taninos condensados 2,0 – 7,0 Minerais 2,0 – 2,5 Compostos azotados 0,5 – 1,5 Película Água 78,0 – 80,0 Ácidos orgânicos 0,8 – 1,6 Taninos condensados 0,4 – 3,0 Antocianinas 0,0 – 0,5 Compostos azotados 1,5 – 2,0 Minerais 1,5 – 2,0 Ceras 1,0 – 2,0 Compostos do aroma algumas μg

Graínha Água 25,0 – 45,0 Compostos glucídicos 34,0 – 36,0 Taninos condensados 4,0 – 10,0 Compostos azotados 4,0 – 6,5 Minerais 2,0 – 4,0 Lípidos 13,0 – 20,0 Tabela 1 Composição da biomassa da vinha.

Figura 2 Estilhagem e trituração. Figura 3 Determinação do poder calorífico.

Figura 4 Secagem em estufa da biomassa.

2987--Uva de mesa Uva para vinho

7YTIVJuGMI 4VSHYpnS 7YTIVJuGMI 4VSHYpnS ha t ha t 'SRXMRIRXI 2467,00 17 838,00 174 976,00 815 282,00 Norte 137,00 398,00 83 070,00 267 219,00 'IRXVS 864,00 3444,00 50 453,00 264 986,00 0MWFSE 187,00 1377,00 8234,00 68 638,00 %PIRXINS 895,00 8933,00 32 060,00 212 795,00 %PKEVZI 384,00 3686,00 1158,00 1645,00

Fonte: Instituto Nacional de Estatística - Estatísticas agrícolas 2012

Tabela 2 Produção nacional de uva.

Considerando apenas a parcela correspondente à uva para vinho, a 8EFIPE apresenta a quantidade de subprodutos (matéria verde) resultantes da produção de vinho (engaço, película e grainha).

2987-- Engaço Película Graínha t t t 'SRXMRIRXI 36 687,69 73 966,46 23 357,83 Norte 12 024,86 24 243,44 7655,82 'IRXVS 11 924,37 24 040,85 7591,85 0MWFSE 3088,71 6227,18 1966,48 %PIRXINS 9575,78 19 305,83 6096,58 %PKEVZI 74,03 149,24 47,13 1EXqVMEZIVHI Tabela 3 7YFTVSHYXSWHETVSHYpnSHIZMRLSQEXqVMEZIVHI 

A matéria orgânica, após secagem até 30% de teor de humidade, disponível para conversão em energia é apresentada na 8EFIPE

2987-- Engaço Película Graínha t t t 'SRXMRIRXI 18 343,85 36 983,23 21 022,05 Norte 6012,43 12 121,72 6890,24 'IRXVS 5962,19 12 020,43 6832,66 0MWFSE 1544,36 3113,59 1769,83 %PIRXINS 4787,89 9652,91 5486,92 %PKEVZI 37,01 74,62 42,42 1EXqVMEGSQ HIXISVHILYQMHEHI Tabela 4 7YFTVSHYXSWHETVSHYpnSHIZMRLSQEXqVMEGSQ HIXISVHILYQM-dade).

Assim, o potencial energético dos subprodutos da produção do vinho é avaliado nas quantidades ilustradas na 8EFIPE, resultando num total de 30 903 Tep para Portugal continental, onde as regiões norte e centro do país contribuem de forma idêntica, representando cerca de 65% desse potencial.

42

VINHA, FONTE DE BIOMASSA

especial biomassa

2987-- Valorização energética +. 1;L 8IT 'SRXMRIRXI 1 297 935,06 363 421,82 30 903,22 Norte 425 414,65 119 116,10 10 128,92 'IRXVS 421 859,70 118 120,72 10 044,28 0MWFSE 109 272,21 30 596,22 2601,72 %PIRXINS 338 771,24 94 855,95 8065,98 %PKEVZI 2618,85 733,28 62,35 Tabela 5 :EPSVM^EpnSIRIVKqXMGEHSWWYFTVSHYXSWHETVSHYpnSHIZMRLS

Se a utilização da matéria orgânica seca for considerada para a produção HIGEPSVVIGSVVIRHSEYQTVSGIWWSHIGSQFYWXnSHMVIXEGSQI½GMsRGME de 85%, então a energia disponível nos subprodutos da produção de vinho pode ser avaliada através da 8EFIPE.

Produção de calor 2987-- 1;L 'SRXMRIRXI 308 908,54 Norte 101 248,69 'IRXVS 100 402,61 0MWFSE 26 006,79 %PIRXINS 80 627,55 %PKEVZI 623,29 'SRWMHIVERHSI½GMsRGMEHIGSQFYWXnSHI Tabela 6 (MWTSRMFMPMHEHIIRIVKqXMGE

Desta forma pode ser avaliado o equivalente em gás natural, conside-rando o custo de 0,08037 €/kWh, com IVA incluído (8EFIPE).

Equivalente de produção de calor com base em GN

2987-- € 'SRXMRIRXI 24 827 943,47 Norte 8 137 672,89 'IRXVS 8 069 670,90 0MWFSE 2 090 246,55 %PIRXINS 6 480 288,09 %PKEVZI 50 095,51 Tabela 7 Equivalente de produção de calor baseado em gás natural.

(IWXEERjPMWIVIWYPXEQzFZMEWEWHM½GYPHEHIWIQVIEPM^EVSETVSZIMXE-mento total dos subprodutos, muito devido à dispersão dos centros de produção de vinho.

Assim, considerando uma exploração agrícola real de dimensão média, com cerca de 500 toneladas anuais de produção de uva, resultam os valo-res ilustrados na 8EFIPE.

Quinta (Douro) Produção

t 9ZEWTEVEZMRLS 500,00 1EXqVMEZIVHI)RKEpS4IPuGYPE+VEuRLE 82,19 1EXqVMEGSQ HIXISVHILYQMHEHI 46,82

Tabela 8 'ETEGMHEHITVSHYXMZEHIYQE5YMRXEHIHMQIRWnSQqHMEREVIKMnSHS(SYVS

Com base nos valores apresentados na 8EFIPE, a valorização energé-tica dos subprodutos é avaliada em 702,36 GJ (196,66 MWh ou 16,72 Tep).

'SRWMHIVERHSYQTVSGIWWSHIUYIMQEHMVIXEGSQI½GMsRGMEHI E energia disponível é avaliada em 167,16 MWh, resultando num equivalente baseado em gás natural de 13 435,23€.

Conclusões

A valorização energética de recursos endógenos, dos que podem ser con-siderados como biomassa, a maioria das vezes concon-siderados como des-perdícios incómodos para as empresas, conduz necessariamente a uma valorização económica, muito à custa da conversão desses desperdícios em energia térmica e em eletricidade.

Os desperdícios da atividade agrícola não são exceção. Muitas vezes con-siderados como um problema e pouco amigos do ambiente, a valorização energética surge como solução para o problema, resultando ainda em gan-hos para as empresas.

Tendo por base os resultados obtidos, conclui-se que o potencial ener-gético da biomassa resultante da produção de uva para vinho tem um valor IPIZEHSWIRHSIWXIETVS\MQEHSSYEXqQIWQSWYTIVMSVESWZIVM½GEHSW nos pellets existentes no mercado. Espera-se ainda que este venha a melho-rar com a inclusão de outros subprodutos.

&ibliogra½a

Bhattacharya, Sribas C., “Commercialization options for biomass energy technologies in ESCAP countries”. Economic and Social Commission for %WMEERHXLI4EGM½G%WMER-RWXMXYXISJ8IGLRSPSK]

Borges, A. D. S., 2009 Projecto de Sistemas Térmicos – Aproveitamento energético da biomassa: Soluções técnicas para o aproveitamento ener-gético da biomassa residual, Universidade de Trás-os-Montes e Alto (SYVS:MPE6IEP

Borges, A. D. S., 2009 Projecto de Sistemas Térmicos – Aproveitamento energético da biomassa: Caracterização das propriedades da combustão, 9RMZIVWMHEHIHI8VjWSW1SRXIWI%PXS(SYVS:MPE6IEP

7MPZE.ž'YVWS-RXIRWMZSHI:MRM½GEpnS-RWXMXYXS7YTIVMSVHI%KVS-nomia, Universidade Técnica de Lisboa, 4 a 8 de Setembro de 2006.

especial biomassa

44

)Q4SVXYKEPRnSI\MWXIRIRLYQEGIRXVEPHIKEWM½GEpnSRSIRXERXSEWZER-tagens da sua utilização passariam pela valorização dos recursos energéti-cos endógenos, que por sua vez levaria à diminuição das importações de combustíveis fosseis e consequente melhoria do desempenho do saldo da balança comercial. A isto soma que, sendo uma tecnologia que faz uso de resíduos, se reduziriam os custos na recolha e transporte de resíduos e se TSYTEVMEIWTEpSRSWEXIVVSW7IRHSYWEHEFMSQEWWE¾SVIWXEPHMQMRYMVWIME SVMWGSHIMRGsRHMSW¾SVIWXEMW

%GVIWGIEMRHEUYIHEKEWM½GEpnSHEFMSQEWWEVIWYPXEYQWYFTVSHYXS conhecido como biochar, que quando aplicado nos solos agrícolas aumenta a sua capacidade de retenção de nutrientes, diminuindo a necessidade do uso de fertilizantes, e funciona como sequestrador de dióxido de carbono atmosférico.

Contexto histórico

%KqRIWIHSIWXYHSHEKEWM½GEpnSGSQIpEERXIWHSRSVQEPQIRXIHMXEHS %TVMQIMVEMRZIWXMKEpnSVIPEXMZEkKEWM½GEpnSqHEXEHEHIIQUYI Thomas Shirley ensaiou “LMHVSKqRMS GEVFSREXEHS” (agora designado por metano) e 30 anos mais tarde, Dean Clayton obteve gás de carvão através de experiências com pirólise (Kaupp & Goss, 1984).

 %XYEPQIRXII\MWXIQGIRXVEMWHIKEWM½GEpnSIQSTIVEpnSIIQ construção) cujas principais aplicações são a produção de energia, extra-ção de químicos, como metanol e amoníaco, e a produextra-ção de combustíveis líquidos e gasosos (Higman, 2014).

Princípio de funcionamento

%KEWM½GEpnSqYQTVSGIWWSHIGSRZIVWnSXIVQSUYuQMGEHEFMSQEWWEE altas temperaturas, envolvendo a oxidação parcial dos elementos combus-tíveis (Reed, 2002). O resultado deste processo é um gás sintético com-posto essencialmente por monóxido de carbono, hidrogénio, dióxido de carbono, vapor de água, metano e alguns contaminantes, tais como partícu-las de carbono, alcatrão e cinza.

%KEWM½GEpnSHIYQGSQFYWXuZIPWzPMHSqVIEPM^EHERYQVIEXSVHIWMKREHS TSVKEWM½GEHSVRETVIWIRpEHIYQEKIRXIS\MHERXIUYITSHIVjWIVSS\M-génio puro, vapor de água ou simplesmente o ar atmosférico.

2SMRXIVMSVHSKEWM½GEHSVMRHITIRHIRXIQIRXIHEWYEREXYVI^EUYEXVS processos ocorrem em simultâneo (Reed, 2002):

ˆ 7IGEKIQ¯VIQSpnSHILYQMHEHITSVIPIZEpnSHEXIQTIVEXYVE

ˆ 4MVzPMWI – decomposição térmica da biomassa na ausência de

oxigé-nio a cerca de 500º C, obtendo-se frações de hidrocarbonetos líqui-dos (óleo de madeira), sólilíqui-dos (carvão vegetal) e gases (McKendry, E 

ˆ 3\MHEpnS – com a introdução de ar na zona de oxidação diversas

rea-ções ocorrem entre o oxigénio presente no ar e o carbono sólido produzindo monóxido de carbono. As reações ocorrem a tempera-turas da ordem dos 975 a 1275K, as principais das quais são apresen-tadas seguidamente, onde o sinal positivo indica a libertação de calor.

C + O₂ = CO₂ +393,8 MJ/kmol

Durante a reação de combustão 12,01 kg de carbono são comple-tamente queimadas com 22,39 m3 _{de oxigénio fornecido pelo ar para}

obter 22,26 m3 _{de dióxido de carbono e 393,8 MJ de calor. O hidrogénio}

presente no combustível reage com o oxigénio produzindo vapor de água. H₂ + 0,5 O₂ = H₂O + 242 MJ/kmol

ˆ 6IHYpnS – na zona de redução, um elevado número de reações

quí-micas ocorre a altas temperaturas sem a presença de oxigénio. Assu-QMRHSEKEWM½GEpnSHIFMSQEWWESTVMQIMVSTEWWSHSTVSGIWWSqE decomposição termoquímica dos componentes celulósicos com pro-dução de voláteis e resíduo carbonoso. As principais reações de redu-pnSUYISGSVVIQREKEWM½GEpnSWnSEWWIKYMRXIW

Reação de Boudouard: CO₂ + C = 2CO – 172,6 MJ/kmol

Reação com vapor de água: C + H₂O = CO + H₂ – 131,4 MJ/kmol

%KEWM½GEpnSIQFSVERnSWIRHSYQTVSGIWWSHIGSRZIVWnSHIIRIVKMEVIGIRXIqTSYGSI\TPSVEHS

ERuZIPQYRHMEPETIWEVHEWZERXEKIRW

gasi½cação de biomassa

– um recurso por explorar

Bruna Soares e Amadeu Borges amadeub@utad.pt

Da gasificação da biomassa resulta um subproduto conhecido como biochar, que quando aplicado nos solos agrícolas aumenta a sua capacidade de retenção de nutrientes, diminuindo a necessidade do uso de fertilizantes, e funciona como sequestrador de dióxido de carbono atmosférico.

Produção de água: CO₂ + H₂ = CO + H₂O + 41,2 MJ/kmol Produção de metano: C + 2H₂ = CH₄ + 75 MJ/kmol

As reações principais mostram ser necessário fornecer calor durante o processo de redução. Deste modo, a temperatura do gás irá baixar durante IWXEIXETE2SGEWSHEKEWM½GEpnSGSQTPIXEXSHSSGEVFSRSqUYIMQEHS ou reduzido a monóxido de carbono, um gás combustível, e alguma outra matéria mineral que é vaporizada. Como resíduos temos cinza e eventual-mente algum carbono não queimado. Outras reações ocorrem durante o TVSGIWWSHIKEWM½GEpnSXEMWGSQS

C + CO₂ = 2CO CH₄ + H₂O = CO + 3H₂

Os principais produtos da reação da biomassa são as seguintes (Wang et al., 1997):

Pirólise da biomassa: H₂ + CO₂ + CO + hidrocarbonetos

Reformação catalítica de vapor: H₂ + CO₂ + CO + hidrocarbonetos +EWM½GEpnSHIFMSQEWWE,₂ + CO₂ + CO + N₂ (ar como oxidante) %I½GMsRGMEKPSFEPHIGSRZIVWnSHIFMSQEWWEIQIRIVKMEEXVEZqWHEKEWM ½GEpnSqHESVHIQHSWE 1G/IRHV]F 

Gasi½ cador experimental

9QEMRWXEPEpnSHIKEWM½GEpnSqGSQTSWXETSVUYEXVSYRMHEHIWJYRHEQIR XEMWSWMWXIQEHIEPMQIRXEpnSYRMHEHIHIKEWM½GEpnSYRMHEHIHI½PXVEKIQ e arrefecimento e a unidade de conversão (McKendry, 2002b).

Figura 1 Esquema simplificado de uma instalação de gasificação.

PU B . 7MWXIQEHI EPMQIRXEpnS HIFMSQEWWE +EWM½GEHSV 'EPHIMVEW 8YVFMREW 1SXSVIW HIGSQFYWXnS MRXIVREII\XIVRE 4VSHYpnSHI GSQFYWXuZIMW WMRXqXMGSW 4VSHYpnSHI LMHVSKqRMS SYQIXERSP *MPXVEKIQ IEVVIJIGMQIRXS

46

GASIFICAÇÃO DE BIOMASSA – UM RECURSO POR EXPLORAR

especial biomassa

3KEWM½GEHSVI\TIVMQIRXEPI\MWXIRXIREWMRWXEPEp~IWHE98%(*MKYVE, qYQKEWM½GEHSVHIPIMXS½\SIQUYISQIMSHIWYTSVXIHEFMSQEWWEq GSQTSWXSTSVYQEKVIPLEHSXMTSGSGSVVIRXIIQUYIS¾Y\SHIS\MHERXI desce no mesmo sentido da biomassa. Os constituintes mais relevantes deste equipamento são:

ˆ 7MPSHIFMSQEWWE tem como função armazenar e direcionar a

bio-QEWWETEVEE^SREHIIRXVEHEHSVIEXSV

ˆ 6IEXSV a biomassa desce lentamente por ação da gravidade. Neste

movimento, o combustível reage com o ar que é fornecido por um ventilador, ocorrendo os processos químicos que caraterizam a gasi-½GEpnS3FMSGEVZnSqVIQSZMHSTIPETEVXIMRJIVMSVHSVIEXSV

ˆ *MPXVSIQPIMXSHIKjW forma uma barreira física para alcatrão e

par-XuGYPEWTIVQMXMRHSETEWWEKIQHSKjWPMQTS

ˆ 1SXSVHIGSQFYWXnSMRXIVRE o gás de síntese é introduzido no

sistema de admissão de ar com a razão da mistura gás de síntese/ EVHI

ˆ '49 esta Unidade de Controlo permite monitorizar os parâmetros

HSTVSGIWWSHIKEWM½GEpnSGSQSXIQTIVEXYVETVIWWnSTVIWWnSHS óleo do motor, entre outros.

1odelação numérica da gasi½cação

Com vista a facilitar a compreensão de todas as fases e processos ine-VIRXIWkKEWM½GEpnSHEFMSQEWWEJSVEQGVMEHSWIHIWIRZSPZMHSWHMZIVWSW modelos matemáticos cujo principal objetivo é estudar os processos ter-QSUYuQMGSWUYISGSVVIQHYVERXIEKEWM½GEpnSHEFMSQEWWEIEZEPMEVE MR¾YsRGMEHEWTVMRGMTEMWZEVMjZIMWGSQSSXISVHILYQMHEHII\MWXIRXIRS KjWIEXIQTIVEXYVEHIKEWM½GEpnSMHIEP

No Departamento de Engenharia da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro tem sido desenvolvido trabalho experimental em torno HEKEWM½GEpnSVIGSVVIRHSESKEWM½GEHSVI\TIVMQIRXEPFIQGSQSXsQ

sido desenvolvidos modelos numéricos capazes de descrever o pro-

GIWWSHIKEWM½GEpnSUYIVFEWIEHSWRSIUYMPuFVMSXIVQSHMRlQMGSEQUI-GASI v1), quer baseados na cinética (MOGIWWSHIKEWM½GEpnSUYIVFEWIEHSWRSIUYMPuFVMSXIVQSHMRlQMGSEQUI-GASI v1). Ambas as abordagens

têm conduzido a resultados satisfatórios, com erros inferiores a 3%, quando comparados com os resultados experimentais. Os modelos numéricos em uso fazem recurso das linguagens de programação For-tran e Visual C#.

Na 8EFIPE evidencia-se para a madeira, a percentagem de metano presente no gás de síntese em função da variação do teor de humidade e HEXIQTIVEXYVEHIKEWM½GEpnS(IWXEJSVQEGSRGPYMWIUYIEWGSRHMp~IW ideais são 873,15K (600ž') e 40% de humidade relativa, onde a percen-tagem de metano atinge os 6,38%.

Conclusão

%KEWM½GEpnSqYQTVSGIWWSHIGSRZIVWnSXIVQSUYuQMGEHEFMSQEWWE a altas temperaturas, do qual resulta um gás sintético e bio-carvão (biochar).

As aplicações do gás resultante vão desde a sua utilização como com-bustível em motores, caldeiras e turbinas e a produção de químicos como metanol, etanol, amoníaco e combustíveis sintéticos líquidos e gasosos. 3FMSGLEVSWYFTVSHYXSHEKEWM½GEpnSIRVMUYIGISWWSPSWEKVuGSPEWI aumenta a captação de dióxido de carbono atmosférico.

3TSXIRGMEPHIKEWM½GEpnSqIPIZEHSIIQFSVERnSWIRHSETVSZIMXEHS em Portugal, poderá contribuir para o desenvolvimento social, econó-mico e ambiental. Ao investimento nesta tecnologia é inerente a criação de emprego, a valorização dos recursos energéticos endógenos e conse- UYIRXIHMQMRYMpnSHEHITIRHsRGMEIRIVKqXMGEHSVMWGSHIMRGsRHMSW¾S-restais e emissões de gases com efeito de estufa.

&ibliogra½a

,MKQER' ±7XEXISJXLI+EWM½GEXMSR-RHYWXV];SVPH[MHI+EWM½-GEXMSR(EXEFEWI9THEXI²+EWM½GEXMSR8IGLRSPSKMIW'SRJIVIRGI ;EWLMRKXSR('

Kaupp, A. &Goss, J. (1984) “Small Scale Gas Producer – Engine Systems”. (IYXGLIW>IRXVYQJYV)RX[MGOPYRKWXIGLRSPSKMIR+%8)

McKendry, P. “Energy production from biomass (part 2): conversion tech-RSPSKMIW².SYVREPSJ&MSVIWSYVGIXIGLRSPSK]E  1G/IRHV] 4 ±)RIVK] TVSHYGXMSR JVSQ FMSQEWW TEVX   KEWM½GEXMSR

XIGLRSPSKMIW².SYVREPSJ&MSVIWSYVGI8IGLRSPSK]F  Reed, Thomas. Encyclopaedia of Biomass Thermal Conversion: The

prin- GMTPIWERH8IGLRSPSK]SJ4]VSP]WMW+EWM½GEXMSRERH'SQFYWXMSR&MS-mass Energy Foundation Press, 3rd_{IHMXMSR}

;ERK(7'^IVRMO(1SRXERI11ERRERH)'LSVRIX&MS-mass to hydrogen via fast pyrolysis and catalytic steam reforming of the pyrolysis oil or its fractions. Ind. Eng. Chem. Res. 36: 1507-1518.

Figura 2 +EWMJMGEHSV I\TIVMQIRXEP HE 98%( E  %WTIXS KIVEP F  9RMHEHI HI GSRXVSPS c) motor de combustão interna.

873,15K 973,15K 1073,15K 1173,15K 1273,15K 0% 4,54 1,73 0,66 0,28 0,13 10% 5,11 1,89 0,71 0,29 0,14 20% 5,64 2,04 0,75 0,31 0,14 30% 6,09 2,18 0,79 0,32 0,14 40% 6,38 2,27 0,81 0,32 0,14 Tabela 1 Metano presente no gás de síntese em função do teor de humidade e tempera-tura de gasificação.

Com vista a facilitar a compreensão de todas as fases e processos inerentes à gasificação da biomassa foram criados e desenvolvidos diversos modelos matemáticos cujo principal objetivo é estudar os processos

termoquímicos que ocorrem durante a gasificação da biomassa e avaliar a influência das principais variáveis, como o teor de humidade existente no gás e a temperatura de gasificação ideal.