ESTUDOS DAS ESPÉCIES Cnidoscolus quercifolius Pax et K. PARA GERAÇÃO DE ENERGIA.

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Química Inorgânica

Autores

Freitas, M. (IFAL) ; Meneghetti, S. (UFAL) ; Silva, T. (IFAL) ; Atanazio, R. (IFAL) ; Silva, L. (IFAL) ; Oliveira, M. (UFAL)

Resumo

Um dos maiores desafios do Brasil é desenvolver matrizes energéticas a partir de fontes alternativas de baixo custo, tornando-as competitivas economicamente. Entre as diversas alternativas, destaca-se a utilização de resíduos de biomassa para geração de energia através da queima. O presente trabalho tem como objetivo fazer o estudo da espécies Cnidoscolus quercifolius com potencial uso como fonte alternativa de energia. Nesse trabalho avaliamos a qualidade de partes da faveleira para fins energéticos, onde foram realizadas análises físico-químicas: poder calorífico superior (kcal/kg), teor de cinzas (%), umidade (%) e densidade (g/mL). Os resultados indicam a potencialidade da utilização dessas espécies, para obtenção de energia através da queima direta, mesmo sem sofrer processo de compactação.

Palavras chaves

aproveitamento energético; biomassa; oleaginosa

Introdução

A biomassa atualmente aparenta ser a uma das mais sustentável fonte de energia alternativa renovável, composta por mais de 200 bilhões de toneladas de matéria seca anual. No ano de 1850, a biomassa representava aproximadamente 85% do consumo de energia no mundo e, antes disso, era praticamente a única forma de energia usada pelo homem (GOLDEMBERG, 2009). A energia de biomassa pode substituir o petróleo tanto para produção de energia elétrica quanto para mover o setor de transporte. Quando produzida de forma sustentável essa fonte de energia traz grandes benefícios, incluindo reduções de níveis de emissões de CO2, controle de resíduos, entre outros, sendo desta forma mais vantajoso que os combustíveis fósseis do ponto de vista econômico. No Brasil, muitos dos equipamentos para a conversão de biomassa em energia são de fabricação nacional, evitando assim gastos com importações e poupando contratempos com situações de crise mundial tão frequente. Assim como nos combustíveis fósseis, a energia contida na biomassa é energia química, gerada pelo processo de fotossíntese e os organismos fotossintetizantes assimilam entre 0,1% a 3,0% da energia solar incidente que pode ser convertida em combustível sintético. (CENBIO, 2002). De um modo geral, esse trabalho tem como objetivo estudar a espécie para fins energéticos, determinando, por exemplo, o poder calorífico, seu teor de cinzas e sua densidade. De um modo geral, esse trabalho tem como objetivo estudar a espécie para fins energéticos, determinando, por exemplo, o poder calorífico, seu teor de cinzas e sua densidade.

Material e métodos

A espécie Cnidosculus quercifolius (faveleira) foi coletada nos municípios de Paulo Afonso – BA, Piranhas e Jacaré dos Homens, ambos em Alagoas. Após serem coletadas as amostras foram secas e, em seguida todas as amostras foram trituradas de maneira grosseira e, a partir daí foram submetidas às análises. As análises realizadas foram: determinação do teor de umidade do resíduo, determinação do teor de cinzas, determinação da densidade natural do resíduo, determinação do poder calorífico. As análises foram realizadas no mínimo em duplicata e realizada segundo a norma ABNT NBR 8112 e pela norma técnica ABNT 8633. Para poder fazer uma análise estatística e as amostras foram analisadas com e sem compactação. A determinação do teor de umidade do resíduo (%), onde foi pesado aproximadamente 1,0 g da biomassa um cadinho sem tampa. Colocou-se o cadinho na estufa a 105±5oC durante 90 minutos. Em seguida retirou-se da estufa e no dessecador esperou esfriar até atingir temperatura constante, sendo em seguida pesado. A determinação do teor de cinzas (%), onde foi pesado 1,0 g da biomassa em um cadinho seco. Colocou-se o cadinho com a amostra de biomassa na mufla previamente aquecida a 540 ± 10oC. Deixou-se o cadinho na mufla até que o resíduo queimasse completamente, aproximadamente 40 minutos. Retirou-se a amostra da mufla, deixou-a esfriar em dessecador até temperatura ambiente e, pesou para determinar a massa final. Para a determinação da densidade natural do resíduo (g/mL) foram pesados 5,0 g da amostra em balança analítica, transferindo-as para um balão volumétrico de 250 mL. A seguir, o volume foi completado com água destilada e sua massa foi medida. Por fim, foi determinado o poder calorífico (J/g) do resíduo. O potencial calorífico foi determinado usando a bomba calorimétrica IKA-C200, onde uma pequena quantidade de amostra foi pesada em um cadinho específico. O poder calorífico inferior (PCI) é uma base mais realística para a comparação entre combustíveis, pois decorre do fato de o hidrogênio contido no combustível formar vapor d'água ao queimar-se, diminuindo a energia térmica disponível.

Resultado e discussão

Para o teor de umidade, é importante que seja reduzido, diminuindo assim o manejo e o custo de transporte, agregando valor ao combustível. Segundo Reed e Gauer, 2001, uma das análises mais importantes é o teor de umidade, pois se a mesma for muito alta será necessária muita energia para iniciar o processo de gaseificação. Indicando que quanto maior a umidade, mais energia será requerida para vaporizá-la e, menos energia estará disponível para as reações. A determinação do teor de cinzas de um resíduo é de fundamental importância para a caracterização da biomassa, pois indica a porcentagem de material inerte, que não produz calor. Encontrou-se valores satisfatórios para as biomassas estudadas. As análises de densidade são importantes para definir condições de transporte e armazenamento das biomassas. Encontramos para as amostras, com e sem compactação. Por fim, foi determinado o potencial calorífico superior das amostras (J/g), com e sem compactação, que tem por objetivo determinar o quão potente para queima é a biomassa. Os valores mostraram que a biomassa pode ser utilizada em ambas as formas, sem perderem consideravelmente seu potencial.

Teores de umidade, cinzas, densidade e poder calorífico

Conclusões

Para todas as partes da espécie Cnindoscolus quercifoliuns (Faveleira) estudadas, os parâmetros determinados indicaram a potencialidade de seu uso para a geração de energia por queima direta. A exceção são os resultados das análises das folhas, que se mostraram acima do esperado na determinação do teor de cinzas. Foi verificado que quando o valor do teor de umidade é mais alto, o valor do poder calorífico é mais baixo. O mesmo pode ser aplicado relacionando o teor de cinzas com o poder calorífico de ambas as formas. Isso é explicado pelo fato de quando a biomassa tem um percentual de umidade ou de material inerte alto, necessita de mais energia para iniciar o processo de queima, pois logo o poder calorífico é reduzido, aumentando o consumo de combustível (biomassa).

Agradecimentos

Instituto Federal de Alagoas - IFAL Universidade Federal de Alagoas - UFAL CNPq

Referências

CENBIO - CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIA EM BIOMASSA. Estado da Arte da Gaseificação. São Paulo, Setembro de 2002.
Gauer, G. Personalidade e conduta violenta. Civitas: Revista de Ciências Sociais, 1 (2), 45-65, 2001
Goldemberg, J. Biomassa e energia. Quimica. Nova, V. 32, N. 3, 582-587, 2009.