quarta-feira, 18 de janeiro de 2012

Biomassa e Biogás: Produzindo energia elétrica a partir do lixo...


 


Fontes de energia


A busca por fontes renováveis de energia é um fato de grande importância na atualidade. A nossa sobrevivência esta intimamente ligada as transformações energéticas, pois tudo que existe na natureza pode ser reciclado e reaproveitado de alguma maneira, como por exemplo, o que chamamos de lixo orgânico(restos de animais e vegetais)  pode ser utilizado como Biomassa para produção do Biogás, podendo ambos serem utilizados como matéria prima para produção de energia elétrica. Vamos entender os processos dessas transformações energéticas.

Biomassa


Atualmente, a maior parte da energia consumida no Brasil é proveniente de fontes renováveis como a hidroeletricidade e a biomassa. Situação privilegiada no que se refere a suas fontes primárias de oferta de energia.
Cerca de 30% das necessidades de energia no país são supridas por biomassa, sob as seguintes formas:
    • lenha para queima direta nas padarias e cerâmicas;
    • carvão vegetal para redução de ferro gusa em fornos siderúrgicos e combustíveis alternativos nas fábricas de cimento do Norte e Nordeste;
    • queima de carvão mineral, álcool etílico ou álcool metílico no Sul, para fins carburantes e para indústria química.

Como funciona

O conceito de biomassa compreende todas as matérias orgânicas utilizadas como fontes de energia. Os resíduos agrícolas, madeira e plantas - como a cana-de-açúcar, o eucalipto e a beterraba, colhidos com o objetivo de produzir energia - são os exemplos mais comuns da biomassa.
As plantas armazenam energia solar e a transformam em energia química que pode ser convertida em combustível ou calor e, conseqüentemente, em eletricidade. E como podem ser plantadas e replantadas continuamente, considera-se biomassa um recurso renovável.

Sistemas de Cogeração da Biomassa

Permitem produzir simultaneamente energia elétrica e calor útil. Estes sistemas configuram a tecnologia mais racional para a utilização de combustíveis.
Este é o caso das indústrias sucro-alcooleira e de papel e celulose, que além de demandar potência elétrica e térmica, dispõem de combustíveis residuais que se integram de modo favorável ao processo de cogeração.

Gaseificação Industrial

A energia química da biomassa pode ser convertida em calor e depois em outras formas de energia, que são:
    • Direta – a mais utilizada, obtida pela combustão na fase sólida;
    • Indireta– quando são produzidos gases e/ou líquidos combustíveis através da pirólise.
Este processo é dividido em três etapas:
    • Secagem - a retirada da umidade pode ser feita quando a madeira é introduzida no gaseificador, aproveitando-se a temperatura do mesmo. Contudo, a operação que utiliza madeira seca é mais eficiente;
    • Pirólise ou carbonização - durante esta etapa, formam-se gases, vapor d'água, vapor de alcatrão e carvão;
    • Gaseificação - libera a energia necessária ao processo, pela combustão parcial dos produtos da pirólise.
      Vantagens da gaseificação da biomassa:
    • As cinzas e o carbono residual permanecem no gaseificador, diminuindo a emissão de particulados;
    • O combustível resultante é mais limpo e, na maioria dos casos, não há necessidade de controle de poluição;
    • Associada a catalisadores, como alumínio e zinco, a gaseificação aumenta a produção de hidrogênio e de monóxido de carbono e diminui a produção de dióxido de carbono.

Biogás

O biogás é outra forma de aproveitamento da biomassa, é uma fonte barata e abundante de energia. Pode ser obtido de resíduos agrícolas, ou mesmo de excrementos de animais e dos homens.
A formação do biogás acontece, basicamente, durante a decomposição da matéria viva por bactérias microscópicas. Durante este processo, as bactérias retiram da biomassa parte das substâncias de que necessitam para continuarem vivas, e lançam na atmosfera gases e calor. Este é o biogás.
O biogás pode ser utilizado no funcionamento de motores, geradores, moto picadeiras, resfriadores de leite, aquecedor de água, geladeira, fogão, lampião, lança-chamas. Pode ainda substituir o gás liqüefeito de petróleo na cozinha, porém o biogás não compete com a produção de alimentos.
Nas propriedades agrícolas, o biogás pode ser produzido em aparelhos simples chamados biodigestores. Os resíduos que sobram, uma substância com aspecto de lodo, quando diluída em água, podem ser utilizados como fertilizantes.

Composição do Biogás

O biogás é obtido a partir da digestão anaeróbia de matéria orgânica, como estercos de animais, lodo de esgoto, lixo doméstico, resíduos agrícolas, efluentes industriais e plantas aquáticas. É uma mistura composta principalmente de gás carbônico (30%) e metano (65%).
A variação do poder calorífico do biogás (de 5000 a 7000 Kcal/m3) depende da quantidade de metano presente no mesmo. Quanto maior a quantidade de metano, maior será a pureza do biogás e, assim, maior será o seu poder calorífico. O biogás altamente purificado pode alcançar até 12 000 Kcal/m3.
Um metro cúbico de biogás equivale a:
    • 0,613 litro de gasolina;
    • 0,579 litro de querosene;
    • 0,553 litro de óleo diesel;
    • 0,454 litro de gás de cozinha;
    • 1,536 quilo de lenha;
    • 0,790 litro de álcool hidratado;
    • 1,428 kW de eletricidade.

obrigado pela visita

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