Energia solar
Quase todas as fontes de energia – hidráulica, biomassa, eólica, combustíveis fósseis e energia dos oceanos – são formas indiretas de energia solar, o que justifica a associação "mãe das energias".
Além disso, a radiação solar pode ser utilizada diretamente como fonte de energia térmica, para aquecimento de fluidos e ambientes e para geração de potência mecânica ou elétrica. Pode ainda ser convertida diretamente em energia elétrica, por meio de efeitos sobre determinados materiais, entre os quais se destacam o termoelétrico e o fotovoltaico.
Além disso, a radiação solar pode ser utilizada diretamente como fonte de energia térmica, para aquecimento de fluidos e ambientes e para geração de potência mecânica ou elétrica. Pode ainda ser convertida diretamente em energia elétrica, por meio de efeitos sobre determinados materiais, entre os quais se destacam o termoelétrico e o fotovoltaico.
O aproveitamento da iluminação natural e do calor para aquecimento de ambientes, denominado aquecimento solar passivo, decorre da penetração ou absorção da radiação solar nas edificações, reduzindo-se, com isso, as necessidades de iluminação e aquecimento. Assim, um melhor aproveitamento da radiação solar pode ser feito com o auxílio de técnicas mais sofisticadas de arquitetura e construção.
O aproveitamento térmico para aquecimento de fluidos é feito com o uso de coletores ou concentradores solares. Os coletores solares são mais usados em aplicações residenciais e comerciais (hotéis, restaurantes, clubes, hospitais etc.) para o aquecimento de água (higiene pessoal e lavagem de utensílios e ambientes). Os concentradores solares destinam-se a aplicações que requerem temperaturas mais elevadas, como a secagem de grãos e a produção de vapor. Neste último caso, pode-se gerar energia mecânica com o auxílio de uma turbina a vapor, e, posteriormente, eletricidade, por meio de um gerador.
A conversão direta da energia solar em energia elétrica ocorre pelos efeitos da radiação (calor e luz) sobre determinados materiais, particularmente os semicondutores. Entre esses, destacam-se os efeitos termoelétrico e fotovoltaico. O primeiro caracteriza-se pelo surgimento de uma diferença de potencial, provocada pela junção de dois metais, em condições específicas. No segundo, os fótons contidos na luz solar são convertidos em energia elétrica, por meio do uso de células solares.
Entre os vários processos de aproveitamento da energia solar, os mais usados atualmente são o aquecimento de água e a geração fotovoltaica de energia elétrica. No Brasil, o primeiro é mais encontrado nas regiões Sul e Sudeste, devido a características climáticas, e o segundo, nas regiões Norte e Nordeste, em comunidades isoladas da rede de energia elétrica.
Radiação solar
Além das condições atmosféricas (nebulosidade, umidade relativa do ar etc.), a disponibilidade de radiação solar, também denominada energia total incidente sobre a superfície terrestre, depende da latitude local e da posição no tempo (hora do dia e dia do ano). Isso se deve à inclinação do eixo imaginário em torno do qual a Terra gira diariamente (movimento de rotação) e à trajetória elíptica que a Terra descreve ao redor do Sol (translação ou revolução).
Desse modo, a duração solar do dia – período de visibilidade do Sol ou de claridade – varia, em algumas regiões e períodos do ano, de zero hora (Sol abaixo da linha do horizonte durante o dia todo) a 24 horas (Sol sempre acima da linha do horizonte). As variações são mais intensas nas regiões polares e nos períodos de solstício. O inverso ocorre próximo à linha do Equador e durante os equinócios.
A maior parte do território brasileiro está localizada relativamente próxima da linha do Equador, de forma que não se observam grandes variações na duração solar do dia. Contudo, a maioria da população brasileira e das atividades socioeconômicas do País se concentra em regiões mais distantes do Equador.
Em Porto Alegre, capital brasileira mais meridional (cerca de 30º S), a duração solar do dia varia de 10 horas e 13 minutos a 13 horas e 47 minutos, aproximadamente, entre 21 de junho e 22 de dezembro, respectivamente.
Em Porto Alegre, capital brasileira mais meridional (cerca de 30º S), a duração solar do dia varia de 10 horas e 13 minutos a 13 horas e 47 minutos, aproximadamente, entre 21 de junho e 22 de dezembro, respectivamente.
Desse modo, para maximizar o aproveitamento da radiação solar, pode-se ajustar a posição do coletor ou painel solar de acordo com a latitude local e o período do ano em que se requer mais energia. No Hemisfério Sul, por exemplo, um sistema de captação solar fixo deve ser orientado para o Norte, com ângulo de inclinação similar ao da latitude local.
Transmissão de calor
O calor pode ser percebido pela diferença de temperatura e pode ser transmitido de três formas: condução, convecção e irradiação.
A transmissão de calor por condução se dá quando as partículas de uma matéria, principalmente, sólida se colidem devido a vibrações que sofrem ao serem aquecidas, como por exemplo: acender uma vela e ficar segurando um metal qualquer sobre a chama; usar espetos de ferro ao assar carne em um churrasco; deixar a colher dentro de uma panela de arroz que ainda está no fogo ou dentro de uma xícara de café quente.
O calor é transmitido por convecção em matérias líquidas ou gasosas, pois nesses meios as moléculas têm maior liberdade de movimento. Consequentemente, quando há aquecimento dessas matérias as moléculas se movimentam com mais rapidez e tendem a se deslocar, ou seja, as moléculas frias vão para as regiões mais quentes e as moléculas quentes para as regiões mais frias.
Desta forma, pode-se entender alguns fenômenos vistos diariamente em vários lugares, como por exemplo: a água fervendo dentro de uma chaleira; o resfriamento no interior de uma geladeira; o aquecimento interno de residências; etc.
Desta forma, pode-se entender alguns fenômenos vistos diariamente em vários lugares, como por exemplo: a água fervendo dentro de uma chaleira; o resfriamento no interior de uma geladeira; o aquecimento interno de residências; etc.
Na irradiação, a transmissão de calor acontece quando a agitação térmica das moléculas de uma fonte é transferida de uma região para outra, dentro de um determinado espaço, sem que haja qualquer ligação material direta entre dois meios, como por exemplo: o calor que se pode sentir aqui na Terra proveniente do Sol; o aquecimento no interior de estufas para plantas; a temperatura alta no interior de um carro quando exposto ao sol durante algum tempo, etc.
Aproveitamento da energia solar
O aproveitamento da energia solar, ou seja a utilização do calor proveniente do sol, pode se dar de diversas maneiras, tais como:
a) gerar eletricidade, principalmente, nas regiões onde não há sistema de transmissão de energia elétrica convencional, ou seja, regiões não interligadas ao Sistema Integrado Nacional (SIN);
b) aquecer a água dos chuveiros elétricos;
c) uso de estufas para maior crescimento de vegetais que precisam manter a temperatura interna mais elevada que a temperatura externa;
d) secagem de grãos;
e) bombeamento de água usando um painel fotovoltaico acoplado a uma bomba hidráulica.
Tecnologias aplicáveis
Coletor solar: A radiação solar pode ser absorvida por coletores solares, principalmente para aquecimento de água, a temperaturas relativamente baixas (inferiores a 100ºC). O uso dessa tecnologia ocorre predominantemente no setor residencial, mas há demanda significativa e aplicações em outros setores, como edifícios públicos e comerciais, hospitais, restaurantes, hotéis e similares. Esse sistema de aproveitamento térmico da energia solar, também denominado aquecimento solar ativo, envolve o uso de um coletor solar discreto.
O coletor é instalado normalmente no teto das residências e edificações. Devido à baixa densidade da energia solar que incide sobre a superfície terrestre, o atendimento de uma única residência pode requerer a instalação de vários metros quadrados de coletores. Para o suprimento de água quente de uma residência típica (três ou quatro moradores), são necessários cerca de 4 m2 de coletor.
Concentrador solar: O aproveitamento da energia solar aplicado a sistemas que requerem temperaturas mais elevadas ocorre por meio de concentradores solares, cuja finalidade é captar a energia solar incidente numa área relativamente grande e concentrá-la numa área muito menor, de modo que a temperatura desta última aumente substancialmente.
A superfície refletora (espelho) dos concentradores tem forma parabólica ou esférica, de modo que os raios solares que nela incidem sejam refletidos para uma superfície bem menor, denominada foco, onde se localiza o material a ser aquecido. Os sistemas parabólicos de alta concentração atingem temperaturas bastante elevadas e índices de eficiência que variam de 14% a 22% de aproveitamento da energia solar incidente, podendo ser utilizada para a geração de vapor e, conseqüentemente, de energia elétrica.
Contudo, a necessidade de focalizar a luz solar sobre uma pequena área exige algum dispositivo de orientação, acarretando custos adicionais ao sistema, os quais tendem a ser minimizados em sistemas de grande porte. Entre meados e final dos anos 1980, foram instalados nove sistemas parabólicos no sul da Califórnia, EUA, com tamanhos que variam entre 14 MW e 80 MW, totalizando 354 MW de potência instalada.
Trata-se de sistemas híbridos, que operam com auxílio de gás natural, de modo a atender a demanda em horários de baixa incidência solar. Os custos da eletricidade gerada têm variado entre US$ 90 e US$ 280 por MWh. Recentes melhoramentos têm sido feitos, visando a reduzir custos e aumentar a eficiência de conversão. Em lugar de pesados espelhos de vidro, têm-se empregado folhas circulares de filme plástico aluminizado (NREL, 2000).
Conversores fotovoltáicos: a radiação solar pode ser diretamente convertida em energia elétrica, por meio de efeitos da radiação (calor e luz) sobre determinados materiais, particularmente os semicondutores. Entre esses, destacam-se os efeitos termoelétrico e fotovoltaico.
O primeiro se caracteriza pelo surgimento de uma diferença de potencial, provocada pela junção de dois metais, quando tal junção está a uma temperatura mais elevada do que as outras extremidades dos fios. Embora muito empregado na construção de medidores de temperatura, seu uso comercial para a geração de eletricidade tem sido impossibilitado pelos baixos rendimentos obtidos e pelos custos elevados dos materiais.
O efeito fotovoltaico decorre da excitação dos elétrons de alguns materiais na presença da luz solar (ou outras formas apropriadas de energia). Entre os materiais mais adequados para a conversão da radiação solar em energia elétrica, os quais são usualmente chamados de células solares ou fotovoltaicas, destaca-se o silício. A eficiência de conversão das células solares é medida pela proporção da radiação solar incidente sobre a superfície da célula que é convertida em energia elétrica. Atualmente, as melhores células apresentam um índice de eficiência de 25% (GREEN et al., 2000).
Para a geração de eletricidade em escala comercial, o principal obstáculo tem sido o custo das células solares. Segundo B(2000), atualmente os custos de capital variam entre 5 e 15 vezes os custos unitários de uma usina a gás natural que opera com ciclo combinado. Contudo, nos últimos anos tem-se observado redução nos custos de capital. Os valores estão situados na faixa de US$ 200 a US$ 300 por MWh e entre US$ 3 e US$ 7 mil por kW instalado.
Aquecimento de água
A tecnologia do aquecedor solar já vem sendo usada no Brasil desde a década de 60, época em que surgiram as primeiras pesquisas. Em 1973, empresas passaram a utilizá-la comercialmente (ABRAVA, 2001).
Segundo informações da Associação Brasileira de Refrigeração, Ar Condicionado, Ventilação e Aquecimento (ABRAVA, 2001), existiam até recentemente cerca de 500.000 coletores solares residenciais instalados no Brasil. Somente com aquecimento doméstico de água para banho, são gastos anualmente bilhões de kWh de energia elétrica, os quais poderiam ser supridos com energia solar, com enormes vantagens socioeconômicas e ambientais.
Mais grave ainda é o fato de que quase toda essa energia costuma ser consumida em horas específicas do dia, o que gera uma sobrecarga no sistema elétrico. Além disso, há uma enorme demanda em prédios públicos e comerciais, que pode ser devidamente atendida por sistemas de aquecimento solar central.
Embora pouco significativos diante do grande potencial existente, já há vários projetos de aproveitamento da radiação solar para aquecimento de água no País. Essa tecnologia tem sido aplicada principalmente em residências, hotéis, motéis, hospitais, vestiários, restaurantes industriais e no aquecimento de piscinas. Em Belo Horizonte, por exemplo, já são mais de 950 edifícios que contam com este benefício e, em Porto Seguro, 130 hotéis e pousadas (ABRAVA, 2001). A Figura 3.8 ilustra um exemplo comercial de aproveitamento térmico da energia solar na cidade de Belo Horizonte – MG, o qual se tornou referência em energia solar térmica.
O sistema possui área total de 804 m2 de coletores solares e capacidade de armazenamento de água de 60.000 litros. Entre outros exemplos encontrados em Belo Horizonte, destaca-se o do Centro de Operações da ECT, que possui área total de 100 m2 de coletores e capacidade de armazenamento de água de 10.000 litros (CRESESB, 2000).
Um dos principais entraves à difusão da tecnologia de aquecimento solar de água é o custo de aquisição dos equipamentos, particularmente para residências de baixa renda. Mas a tendência ao longo dos anos é a redução dos custos, em função da escala de produção, dos avanços tecnológicos, do aumento da concorrência e dos incentivos governamentais.
Fatores que têm contribuído para o crescimento do mercado são: a divulgação dos benefícios do uso da energia solar; a isenção de impostos que o setor obteve; financiamentos, como o da Caixa Econômica Federal, aos interessados em implantar o sistema; e a necessidade de reduzir os gastos com energia elétrica durante o racionamento em 2001 (ABRAVA, 2001).
Também são crescentes as aplicações da energia solar para aquecimento de água em conjuntos habitacionais e casas populares, como nos projetos Ilha do Mel, Projeto Cingapura, Projeto Sapucaias em Contagem, Conjuntos Habitacionais SIR e Maria Eugênia (COHAB) em Governador Valadares (ABRAVA, 2001). Outro elemento propulsor dessa tecnologia é a Lei n° 10.295, de 17 de outubro de 2001, que dispõe sobre a Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia e a promoção da eficiência nas edificações construídas no País.
O crescimento médio no setor, que já conta com aproximadamente 140 fabricantes e possui uma taxa histórica de crescimento anual de aproximadamente 35%, foi acima de 50% em 2001. Em 2002, foram produzidos no país 310.000 m2 de coletores solares (ABRAVA, 2001).
Aproveitamento da energia solar no Brasil
Atualmente há vários projetos, em curso ou em operação, para o aproveitamento da energia solar no Brasil, particularmente por meio de sistemas fotovoltaicos de geração de eletricidade, visando ao atendimento de comunidades isoladas da rede de energia elétrica e ao desenvolvimento regional.
Além do apoio técnico, científico e financeiro recebido de diversos órgãos e instituições brasileiras (MME, Eletrobrás/CEPEL e universidades, entre outros), esses projetos têm tido o suporte de organismos internacionais, particularmente da Agência Alemã de Cooperação Técnica – GTZ e do Laboratório de Energia Renovável dos Estados Unidos (National Renewable Energy Laboratory) – NREL/DOE. Também a área de aproveitamento da energia solar para aquecimento de água tem adquirido importância nas regiões Sul e Sudeste do País, onde uma parcela expressiva do consumo de energia elétrica é destinada a esse fim, principalmente no setor residencial.
Referencia Bibliográfica
Energia Alternativa – Sistemas Fotovoltaicos, CEMIG, Texto Superintendência de Planejamento e Desenvolvimento Energético – PE
PALZ, Wolfong. Energia Solar e Fontes Alternativas, Editora Hemus, São Paulo, 1981.
RUTHER, R. Panorama atual da utilização da energia solar fotovoltaica e o trabalho do Labsolar nesta área, Florianópolis, 2000.
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Energia eólica
A energia eólica é usada desde a antiguidade para movimentar barcos à vela, moagem de grãos. Para a geração de eletricidade, as primeiras tentativas surgiram no final do século XIX, mas somente um século depois, com a crise internacional do petróleo (década de 1970), é que houve interesse e investimentos suficientes para viabilizar o desenvolvimento e aplicação de equipamentos em escala comercial.E vem se tornando uma alternativa energética, pois é uma fonte não poluidora e gratuita de energia.
Denomina-se energia eólica a energia cinética contida nas massas de ar em movimento (vento). Seu aproveitamento ocorre por meio da conversão da energia cinética de translação em energia cinética de rotação, com o emprego de turbinas eólicas, também denominadas aerogeradores, para a geração de eletricidade, ou cataventos (e moinhos), para trabalhos mecânicos como bombeamento d'água.
Recentes desenvolvimentos tecnológicos (sistemas avançados de transmissão, melhor aerodinâmica, estratégias de controle e operação das turbinas, etc.) têm reduzido custos e melhorado o desempenho e a confiabilidade dos equipamentos.
O custo dos equipamentos, que era um dos principais entraves ao aproveitamento comercial da energia eólica, reduziu-se significativamente nas últimas duas décadas. Projetos eólicos em 2002, utilizando modernas turbinas eólicas em condições favoráveis, apresentaram custos na ordem de € 820 por kW instalado e produção de energia a 4 centavos de euro por kWh (EWEA; GREENPEACE, 2003).
Energia eólica no Brasil
A avaliação do potencial eólico de uma região requer trabalhos sistemáticos de coleta e análise de dados sobre a velocidade e o regime de ventos. Geralmente, uma avaliação rigorosa requer levantamentos específicos, mas dados coletados em aeroportos, estações meteorológicas e outras aplicações similares podem fornecer uma primeira estimativa do potencial bruto ou teórico de aproveitamento da energia eólica.
Para que a energia eólica seja considerada tecnicamente aproveitável, é necessário que sua densidade seja maior ou igual a 500 W/m2, a uma altura de 50 m, o que requer uma velocidade mínima do vento de 7 a 8 m/s (GRUBB; MEYER, 1993). Segundo a Organização Mundial de Meteorologia, em apenas 13% da superfície terrestre o vento apresenta velocidade média igual ou superior a 7 m/s, a uma altura de 50 m. Essa proporção varia muito entre regiões e continentes, chegando a 32% na Europa Ocidental.
Mesmo assim, estima-se que o potencial eólico bruto mundial seja da ordem de 500.000 TWh por ano. Devido, porém, a restrições socioambientais, apenas 53.000 TWh (cerca de 10%) são considerados tecnicamente aproveitáveis. Ainda assim, esse potencial líquido corresponde a cerca de quatro vezes o consumo mundial de eletricidade.
No Brasil, os primeiros anemógrafos computadorizados e sensores especiais para energia eólica foram instalados no Ceará e em Fernando de Noronha (PE), no início dos anos 90. Embora os aproveitamentos eólicos sejam recentes, já contamos com diversas plantas do território nacional. Hoje estimasse que o potencial eólico no Brasil seja superior a 60.000 MW. Segundo o Centro de Referência para Energia Solar e Eólica (CRESESB) o potencial chega a 143 GW, como pode ser observado no livro "Atlas do Potencial Eólico Brasileiro", cujos resultados estão disponíveis no seguinte endereço eletrônico:
O Ceará tem chamado a atenção dos pesquisadores, pois, por ter sido um dos primeiros locais a realizar um programa de levantamento do potencial eólico através de medidas de vento com anemógrafos computadorizados, mostrou um grande potencial eólico.
Em Minas Gerais, existe uma central eólica que está em funcionamento, desde 1994, em um local (afastado mais de 1000 km da costa) com excelentes condições de vento.
A capacidade instalada no Brasil é de 28.625 kW com turbinas eólicas de médio e grande porte conectadas à rede elétrica. Além disso, existem cinco empreendimentos em construção com potencia de 208.300 kW. (Fonte: Aneel - Nov/2005).
Tipos de aerogeradores
No início da utilização da energia eólica, surgiram turbinas de vários tipos – eixo horizontal, eixo vertical, com apenas uma pá, com duas e três pás, gerador de indução, gerador síncrono etc. Com o passar do tempo, consolidou- se o projeto de turbinas eólicas com as seguintes características: eixo de rotação horizontal, três pás, alinhamento ativo, gerador de indução e estrutura não-flexível. A seguir apresentaremos os diversos tipos de aerogeradores.
Aerogeradores de eixo vertical:
Esse tipo de aerogerador possui um eixo vertical e aproveita o vento que vem de qualquer direção. São mais indicados para moagem de grãos, recargas de baterias, irrigação. Dos aerogeradores com eixo vertical o Savonius e o Darrieus são os mais usados.
Aerogeradores de eixo horizontal:
São utilizados para bombeamento de água e geração de eletricidade. Dependem da direção do vento e podem ter uma, duas, três ou quatro pás. Para funcionar, a velocidade tem que variar de 35 a 30 km/h e estar livre de obstáculo a uma altura de 5 m do chão.
Aerogeradores de pás múltiplas ou cata-ventos:
Possuem de 16 a 32 pás e chegam a ter 15 m de altura. São bastante encontrados em fazendas americanas, por isso também são conhecidos como moinhos americanos. São mais usados para o bombeamento de água e produzem baixa potência devido ao numero elevado de pás.
Como avaliar a velocidade do vento
Por ser um fenômeno natural, o vento pode variar dependendo do dia e da estação do ano. Para um bom aproveitamento do vento não se deve ter nenhum obstáculo como morros, mata fechada, prédios, etc.
Você pode calcular a velocidade do vento usando o anemômetro.
O anemômetro é um instrumento usado para medir a velocidade do vento. Existem vários tipos de anemômetros. Um anemômetro de bolso tem a capacidade de medir o vento com a velocidade mínima de 0,3 m/s (1 km/h) e máxima de 40 m/s (144 km/h).
Outro exemplo de anemômetro é o que fica nas estações meteorológicas e aeroportos. Esse tipo de anemômetro fica instalado no local, possui três ou quatro braços, cujas extremidades são formadas por duas metades ocas de esferas que o vento faz rodar. O movimento de rotação aciona, uma vareta central que está ligada a um registrador usado para registrar a velocidade do vento.
Produção de energia a partir do vento
A geração de energia através do vento é feita por um aerogerador de três pás. Esse tipo de aerogerador tem um movimento rotatório mais rápido. O vento ao passar pelo rotor aciona a turbina, que esta acoplada a um gerador elétrico responsável em transformar a cinética do vento em energia elétrica.
A geração da energia depende principalmente da quantidade de vento que passa pelo aerogerador. A energia produzida pode ser usada para:
- irrigação e eletrificação rural;
- Iluminação pública;
- para carregamento de baterias e telecomunicações.
Bombeamento de água através da energia eólica
Para o bombeamento de água é usado o aerogerador de multipás, uma caixa de rolamento, uma torre reforçada para a fixação do aerogerador e uma bomba hidráulica. A bomba deve ser acoplada a uma haste metálica ligada diretamente ao eixo do rotor do aerogerador e ser instalada próxima ao fluxo de água. O vento, ao passar pelo rotor, acionará a haste, fazendo com que ela suba e desça, bombeando a água para um reservatório.
Referência Bibliográfica
BAZZO, Walter A. & FERREIRA, Rogério T.S. Energia eólica – Desempenho de Rotores de Eixo Vertical Tipo Savonius, Engenharia Mecânica, UFSC – Florianópolis.
Biomassa
Do ponto de vista energético, para fim de outorga de empreendimentos do setor elétrico, biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) que pode ser utilizada na produção de energia. Assim como a energia hidráulica e outras fontes renováveis, a biomassa é uma forma indireta de energia solar. A energia solar é convertida em energia química, através da fotossíntese, base dos processos biológicos de todos os seres vivos.
Essa energia química pode ser liberada diretamente por combustão, ou convertida através de algum processo em outras fontes energéticas como álcool e carvão vegetal. Aproveitando aproximadamente 1% do total da radiação solar incidente sobre a Terra, estima-se que anualmente sejam produzidas, pelo processo de fotossíntese, cerca de 220 x 109 toneladas de biomassa, o que equivale a a uma energia de 2 x 1015 MJ, ou seja mais que 10 vezes a energia global consumida por ano no nosso planeta (SMIL,1985).
O total da energia existente na cobertura vegetal da Terra é estimado como sendo 100 vezes o consumo atual de energia ao longo de um ano na Terra. Embora grande parte do planeta esteja desprovida de florestas, a quantidade de biomassa existente na terra é da ordem de dois trilhões de toneladas; o que significa cerca de 400 toneladas per capita. Em termos energéticos, isso corresponde a mais ou menos 3.000 EJ por ano, ou seja, oito vezes o consumo mundial de energia primária (da ordem de 400 EJ por ano) (RAMAGE; SCURLOCK, 1996).
Uma das principais vantagens da biomassa é que, embora de eficiência reduzida, seu aproveitamento pode ser feito diretamente, por intermédio da combustão em fornos, caldeiras, etc. Para aumentar a eficiência do processo e reduzir impactos socioambientais, tem-se desenvolvido e aperfeiçoado tecnologias de conversão mais eficientes, como a gaseificação e a pirólise, também sendo comum a co-geração em sistemas que utilizam a biomassa como fonte energética.
A médio e longo prazo, a exaustão de fontes não-renováveis e as pressões ambientalistas poderão acarretar maior aproveitamento energético da biomassa. Atualmente, a biomassa vem sendo cada vez mais utilizada na geração de eletricidade, principalmente em sistemas de co-geração e no suprimento de eletricidade para demandas isoladas da rede elétrica.
Tipos de Biomassa
Lenha
A lenha foi a primeira fonte energética usada pelo homem para a obtenção do fogo que, conseqüentemente, passou a ser usado para aquecer e iluminar o ambiente, para cozer alimentos e até mesmo defender-se de animais ferozes.
O desenvolvimento das técnicas de combustão da lenha tornou-se a base energética da civilização antiga, levando ao desenvolvimento de atividades importantes, como: fabricação de vidro, fundição de metais, cerâmica, etc.
Uma das principais vantagens da biomassa é que, embora de eficiência reduzida, seu aproveitamento pode ser feito diretamente, por intermédio da combustão em fornos, caldeiras, etc. Para aumentar a eficiência do processo e reduzir impactos socioambientais, tem-se desenvolvido e aperfeiçoado tecnologias de conversão mais eficientes, como a gaseificação e a pirólise, também sendo comum a co-geração em sistemas que utilizam a biomassa como fonte energética.
A médio e longo prazo, a exaustão de fontes não-renováveis e as pressões ambientalistas poderão acarretar maior aproveitamento energético da biomassa. Atualmente, a biomassa vem sendo cada vez mais utilizada na geração de eletricidade, principalmente em sistemas de co-geração e no suprimento de eletricidade para demandas isoladas da rede elétrica.
Tipos de Biomassa
Lenha
A lenha foi a primeira fonte energética usada pelo homem para a obtenção do fogo que, conseqüentemente, passou a ser usado para aquecer e iluminar o ambiente, para cozer alimentos e até mesmo defender-se de animais ferozes.
O desenvolvimento das técnicas de combustão da lenha tornou-se a base energética da civilização antiga, levando ao desenvolvimento de atividades importantes, como: fabricação de vidro, fundição de metais, cerâmica, etc.
Tipos de Biomassa lenha
A lenha tem grande importância na Matriz Energética Brasileira, participando com cerca de 10% da produção de energia primária. A lenha pode ser de origem nativa ou de reflorestamento.
Pode-se obter a lenha através do extrativismo vegetal de regiões reflorestadas ou de mata nativa. É uma matéria-prima que está sendo usada ainda hoje por, aproximadamente, metade da população da Terra em lareiras, fornalhas, fogões a lenha, caldeiras em indústrias, pois é uma fonte energética de baixo custo.
Consequentemente tem recebido a denominação de energia dos pobres por ser parte significativa da base energética dos países em desenvolvimento, chegando a representar até 95% da fonte de energia em vários países. Nos países industrializados, a contribuição da lenha chega a um máximo de 4%.
Cerca de 40% da lenha produzida no Brasil é transformada em carvão vegetal. O setor residencial é o que mais consome lenha (29%), depois do carvoejamento. Geralmente ela é destinada a cocção dos alimentos nas regiões rurais. Uma família de 8 pessoas necessita de aproximadamente 2 m3 de lenha por mês para preparar suas refeições. O setor industrial vem em seguida com cerca de 23% do consumo. As principais indústrias consumidoras de lenha no país são alimentícia e de bebidas,além de cerâmicas, papel e celulose.
A mata nativa sempre foi uma fonte de lenha, que parecia inesgotável, devido à quantidade gerada na ampliação da fronteira agrícola. A forma devastadora com que ela foi explorada deixou o país em situação crítica, em várias regiões onde existiam abundantes coberturas florestais, no tocante à degradação do solo, alteração no regime de chuvas e conseqüente desertificação.
Cerca de 40% da lenha produzida no Brasil é transformada em carvão vegetal. O setor residencial é o que mais consome lenha (29%), depois do carvoejamento. Geralmente ela é destinada a cocção dos alimentos nas regiões rurais. Uma família de 8 pessoas necessita de aproximadamente 2 m3 de lenha por mês para preparar suas refeições. O setor industrial vem em seguida com cerca de 23% do consumo. As principais indústrias consumidoras de lenha no país são alimentícia e de bebidas,além de cerâmicas, papel e celulose.
A mata nativa sempre foi uma fonte de lenha, que parecia inesgotável, devido à quantidade gerada na ampliação da fronteira agrícola. A forma devastadora com que ela foi explorada deixou o país em situação crítica, em várias regiões onde existiam abundantes coberturas florestais, no tocante à degradação do solo, alteração no regime de chuvas e conseqüente desertificação.
A substituição da lenha de mata nativa por lenha de reflorestamento vem crescendo a cada ano, sendo o eucalipto a principal árvore cultivada para este fim. Além da madeira pinho, comumente usada porque possui baixa quantidade de água em sua composição, caracterizando-se como boa produtora de calor. A serragem e os cavacos (sobra das serrarias ou do corte de madeiras) apresentam melhor combustão porque são pequenos em relação aos troncos.
Na produção de lenha para fins comerciais, uma parte da árvore (troncos e galhos finos) é rejeitada constituindo os resíduos florestais. Além disso, as indústrias que usam a madeira para fins não energéticos, como as serrarias e as indústrias de móveis, produzem resíduos industriais como; pontas de toras, costaneiras e serragem em diferentes tamanhos de partículas e densidade, que podem ter aproveitamentos energéticos.
Carvão vegetal
O carvão vegetal é obtido pela queima da madeira em fornos especiais, feitos de alvenaria, que atingem uma temperatura média de 500ºC. Ao contrário do que aconteceu nos países industrializados, no Brasil, o uso industrial do carvão vegetal continua sendo largamente praticado. O Brasil é o maior produtor mundial desse insumo energético, atendendo cerca de um quarto de toda energia consumida nos altos fornos brasileiros. No setor industrial (quase 85% do consumo), o ferro-gusa, aço e ferro-ligas são os principais consumidores do carvão de lenha, que funciona como redutor (coque vegetal) e energético ao mesmo tempo.
Na produção de lenha para fins comerciais, uma parte da árvore (troncos e galhos finos) é rejeitada constituindo os resíduos florestais. Além disso, as indústrias que usam a madeira para fins não energéticos, como as serrarias e as indústrias de móveis, produzem resíduos industriais como; pontas de toras, costaneiras e serragem em diferentes tamanhos de partículas e densidade, que podem ter aproveitamentos energéticos.
Carvão vegetal
O carvão vegetal é obtido pela queima da madeira em fornos especiais, feitos de alvenaria, que atingem uma temperatura média de 500ºC. Ao contrário do que aconteceu nos países industrializados, no Brasil, o uso industrial do carvão vegetal continua sendo largamente praticado. O Brasil é o maior produtor mundial desse insumo energético, atendendo cerca de um quarto de toda energia consumida nos altos fornos brasileiros. No setor industrial (quase 85% do consumo), o ferro-gusa, aço e ferro-ligas são os principais consumidores do carvão de lenha, que funciona como redutor (coque vegetal) e energético ao mesmo tempo.
O setor residencial consome cerca de 9% seguido pelo setor comercial como as churrascarias, pizzarias e padarias com 1,5%. É usado, também, nas locomotivas a vapor ainda existentes em alguns lugares do Brasil..30% desse carvão é obtido a partir de reflorestamento e 70% vêm do desmatamento de grandes áreas do cerrado ao norte de Minas Gerais, sul da Bahia, na região de Carajás no Pará e no Maranhão.
É importante notar que o rendimento em massa do carvão vegetal em relação a lenha seca enfornada é de aproximadamente 25% nos fornos de alvenaria.
É importante notar que o rendimento em massa do carvão vegetal em relação a lenha seca enfornada é de aproximadamente 25% nos fornos de alvenaria.
Tipos de Biomassa carvão vegetal
Óleos vegetais
Dentro dos tecidos existentes nas folhas ou caule de alguns vegetais, há uma substância oleosa que pode ser utilizada para queimar. Também, pode-se obter essa substância de algumas sementes que, ao passar por um processo mecânico de pressão, são quebradas. Depois deste processo mecânico, é aplicado um processo químico que usa um solvente líquido para extrair somente o óleo. Posteriormente, esse óleo vai ser refinado, clarificado e desodorizado perdendo, assim, o cheiro forte.
Tipos de Biomassa óleo vegetal
O Brasil dispõe de uma grande diversidade de espécies vegetais oleaginosas das quais se pode extrair óleos para fins energéticos. Algumas destas espécies são de ocorrência nativa (buriti, babaçu, mamona, etc.), outras são de cultivo de ciclo curto (soja, amendoim, etc.) e outras ainda de ciclo longo ou perene (dendê). Dentre eles podemos citar: Abacate, Algodão, Amendoim, Coco, Dendê, Mamona, Milho, Soja e Urucum.
Atualmente, estuda-se a possibilidade de substituir o diesel por diferentes quantidades de óleo vegetal que representam uma alternativa ao óleo diesel para uso em motores de combustão interna, automotivos e estacionários. Principalmente a utilização do óleo de mamona e dendê nos motores automotivos, contribuindo significativamente, para a diminuição da poluição. Além dos aspectos sócio econômicos implicados, pois esta prática poderá viabilizar o desenvolvimento sustentável, em especial nas comunidades rurais.
Cana-de-açúcar
A cana-de-açúcar é originária da Ásia e foi introduzida na América, por Cristóvão Colombo, em meados de 1492. Historicamente, a cana de açúcar é um dos principais produtos agrícolas do Brasil, sendo cultivada desde a época da colonização.
Afirma-se que coube a Martins Afonso de Souza a instalação do primeiro engenho, na capitania de São Vicente - SP, no ano de 1533. O segundo foi instalado em Pernambuco, por Jerônimo de Albuquerque, em 1535. O Brasil é o segundo país do mundo com grandes canaviais, abrange estados como: São Paulo, Paraná, Alagoas, Minas Gerais, Pernambuco, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Rio de Janeiro e Paraíba, ficando abaixo da Índia que ainda é o primeiro produtor mundial de cana.
Tipos de Biomassa cana-de-açucar
Devido à grandeza dos números do setor sucroalcooleiro no Brasil, a cana-de-açúcar é tratada como o principal tipo de biomassa energética, base para todo o agronegócio sucroalcooleiro, representado por 350 indústrias de açúcar e álcool e 1.000.000 de empregos diretos e indiretos em todo o Brasil.
Com o caldo extraído, através de moendas, pode-se produzir garapa, pinga, açúcar, rapadura, álcool combustível para tratores, álcool de cozinha, vinhoto e bagaço.
Atualmente, usa-se o bagaço da cana como combustível para a geração de energia elétrica em turbinas a vapor.
Recentemente, com a entrada em vigor do Protocolo de Quioto, a cana de açúcar recebeu outro atrativo, por apresentar características peculiares quanto a captura de carbono. Alguns estudos vêem sendo desenvolvidos na Unifei afim de dimensionar o percentual de captura da cana.
Álcool
No Brasil, o uso do álcool teve início em 1975 com a criação pelo governo federal do Pro álcool, programa de incentivo a plantação e exploração controlada da cana-de-açúcar.
A iniciativa surgiu das conseqüências enfrentadas pelo Brasil após a Crise do Petróleo ocorrida em 1973, quando os países produtores como Iraque, Kwait, Irã e Arábia Saudita super valorizaram o preço de compra do petróleo, ou seja, aumentaram muito seu valor impedindo, desta forma, que muitos países pudessem importa-lo. Com isso, o Brasil viu-se forçado a iniciar diversos trabalhos de pesquisa sobre fontes alternativas de energia, tanto que desde 1978, o álcool vem sendo utilizado como combustível para motores.
É válido ressaltar que no início do Pro álcool houve uma mistura de álcool, na gasolina diminuindo a qualidade do combustível e ocasionando, na maioria dos casos, danos do tipo corrosão acentuada em algumas peças do motor como, por exemplo, tanque de combustível, carburadores e escapamento.
Para sanar os problemas relativos ao desgaste de componentes por corrosão, a indústria automobilística procura ofertar ao mercado veículos a álcool tão eficientes quanto os veículos movidos a gasolina, além da vantagem de serem menos poluidores pelo fato de emitirem menos gás carbônico.
O álcool torna-se, pois, um importante agente para a diminuição da poluição atmosférica se comparado com outros produtos combustíveis derivados do petróleo.
Atualmente encontra-se em fase de estudo a aplicação do etanol como fonte de combustível para as células de combustível. O Japão, país defensor desta tecnologia, procurou o Brasil recentemente para definição de um acordo bilateral sobre a aplicação do álcool nas células de combustível.
Pro álcool
O Pro álcool, Programa Nacional do Álcool, é o maior programa comercial de utilização de biomassa para produção de energia no mundo. Representou a iniciativa de maior sucesso mundial, na substituição de derivados de petróleo no setor automotivo, mediante o uso do álcool como combustível único nos veículos movidos à álcool hidratado. Ainda hoje há cerca de 4 milhões de veículos que utilizam exclusivamente este derivado da cana como combustível, representando 40% da frota nacional. E não se deve esquecer o importante papel desempenhado na solução do problema da octanagem da gasolina, substituindo o chumbo tetraetila, altamente prejudicial à saúde humana, na mistura gasolina - álcool (gasohol), hoje aceita e usada em praticamente todo o mundo.
Em 1975, numa tentativa de amenizar o problema energético, o Pro álcool foi criado pelo governo brasileiro com o objetivo de reduzir a importação de petróleo. Naquela época, o mundo vivia o primeiro choque do petróleo. O Brasil comprava 80% do petróleo consumido e com a alta de preços entre 1973 e 1974, o país teve que enfrentar o crescimento da importação que passou de US$ 600 milhões para mais de US$ 22 bilhões.
É válido ressaltar que no início do Pro álcool houve uma mistura de álcool, na gasolina diminuindo a qualidade do combustível e ocasionando, na maioria dos casos, danos do tipo corrosão acentuada em algumas peças do motor como, por exemplo, tanque de combustível, carburadores e escapamento.
Para sanar os problemas relativos ao desgaste de componentes por corrosão, a indústria automobilística procura ofertar ao mercado veículos a álcool tão eficientes quanto os veículos movidos a gasolina, além da vantagem de serem menos poluidores pelo fato de emitirem menos gás carbônico.
O álcool torna-se, pois, um importante agente para a diminuição da poluição atmosférica se comparado com outros produtos combustíveis derivados do petróleo.
Atualmente encontra-se em fase de estudo a aplicação do etanol como fonte de combustível para as células de combustível. O Japão, país defensor desta tecnologia, procurou o Brasil recentemente para definição de um acordo bilateral sobre a aplicação do álcool nas células de combustível.
Pro álcool
O Pro álcool, Programa Nacional do Álcool, é o maior programa comercial de utilização de biomassa para produção de energia no mundo. Representou a iniciativa de maior sucesso mundial, na substituição de derivados de petróleo no setor automotivo, mediante o uso do álcool como combustível único nos veículos movidos à álcool hidratado. Ainda hoje há cerca de 4 milhões de veículos que utilizam exclusivamente este derivado da cana como combustível, representando 40% da frota nacional. E não se deve esquecer o importante papel desempenhado na solução do problema da octanagem da gasolina, substituindo o chumbo tetraetila, altamente prejudicial à saúde humana, na mistura gasolina - álcool (gasohol), hoje aceita e usada em praticamente todo o mundo.
Em 1975, numa tentativa de amenizar o problema energético, o Pro álcool foi criado pelo governo brasileiro com o objetivo de reduzir a importação de petróleo. Naquela época, o mundo vivia o primeiro choque do petróleo. O Brasil comprava 80% do petróleo consumido e com a alta de preços entre 1973 e 1974, o país teve que enfrentar o crescimento da importação que passou de US$ 600 milhões para mais de US$ 22 bilhões.
O Programa viabilizou a continuidade do abastecimento de combustíveis automotivos baseados no uso da biomassa, através do incentivo à produção de álcool nas unidades açucareiras e destilarias independentes, e do financiamento ao desenvolvimento de motores apropriados pela indústria automobilística, e de uma extensa rede de distribuição do combustível.
Posteriormente, a baixa dos preços do petróleo, tornou o álcool pouco competitivo, exigindo subsídios para a manutenção do programa. Nos últimos 3 anos a política de eliminação de subsídios, provocou uma certa desorganização que vem sendo vivida e discutida , à procura de um novo equilíbrio entre os diversos atores da cena energética nacional.
Posteriormente, a baixa dos preços do petróleo, tornou o álcool pouco competitivo, exigindo subsídios para a manutenção do programa. Nos últimos 3 anos a política de eliminação de subsídios, provocou uma certa desorganização que vem sendo vivida e discutida , à procura de um novo equilíbrio entre os diversos atores da cena energética nacional.
Atualmente, é baixa a produção de veículos novos a álcool, mas a recente elevação dos preços internacionais do petróleo cria perspectivas promissoras para o álcool combustível. Mais ainda porque o álcool tem tido seu reconhecimento na comunidade internacional como uma das possíveis soluções aos problemas ambientais destacando-se como um dos melhores candidatos a ser apoiados com políticas de financiamento (Mecanismos de Desenvolvimento Limpo - MDL), segundo o estabelecido no Protocolo de Quioto.
Atualmente o Brasil enfrenta uma retomada dos automóveis a álcool, com a criação do carros "bicombustíveis", conhecidos "Flex". A experiência vem se mostrando bastante produtiva a frota de veículos "bicombustivel" apresenta taxas de crescimento significantes.
Cogeração no setor sucroalcooleiro
Desde a sua implantação em maior escala a partir da metade do século XX, as indústrias do setor sucroalcooleiro desenvolveram instalações próprias de geração elétrica, seja através de pequenos aproveitamentos hidrelétricos, óleo diesel, e depois face à indisponibilidade de energia elétrica e aos seus custos, adotaram-se sistemas de geração, em processo de cogeração, ajustados às necessidades do processamento industrial da cana de açúcar, utilizando o bagaço.
Mas como a quantidade do bagaço produzida é muito elevada (aproximadamente 30% da cana moída), existe um grande potencial para geração de eletricidade para venda comercial.
De acordo com vários estudos realizados, o potencial de geração de eletricidade a partir de bagaço de cana no Brasil está estimado em aproximadamente 4.000 MW com tecnologias comercialmente disponíveis. As alterações nas regras do mercado de energia elétrica, estão criando melhores condições para a oferta de energia por produtores independentes, podendo ser atrativas para o setor sucroalcooleiro, que vem experimentando mudanças e acompanhando pouco a pouco o desenvolvimento tecnológico, para aumentar sua produção de eletricidade.
Resíduos rurais
Os resíduos rurais incluem todos os tipos de resíduos gerados pelas atividades produtivas nas zonas rurais, quais sejam: os resíduos agrícolas, florestais e pecuários. Os resíduos agrícolas são aqueles produzidos no campo, resultantes das atividades de colheita.
A quantificação dos resíduos rurais é feita com base nos "índices de colheita", que expressam a relação percentual entre a quantidade total de biomassa gerada por hectare plantado de uma determinada cultura e a quantidade de produto economicamente aproveitável.
Grande parte dos resíduos agrícolas são deixados no próprio terreno de cultivo, servindo como proteção ao solo ou como adubo fornecedor de nutriente ao solo.
São considerados resíduos florestais, aqueles gerados e deixados na floresta como resultado das atividades de extração da madeira. Infere-se que cerca de 20% da massa de uma árvore são deixados na floresta. Estima-se que existe um potencial grande de aproveitamento energético de resíduos florestais no Brasil, uma vez que as atividades extrativas da madeira tanto para a produção de carvão quanto para o uso não energético, desenvolvem-se de forma intensiva de Norte ao Sul do País.
Os resíduos da pecuária são constituídos por estercos e outros produtos resultantes da atividade biológica do gado bovino, suíno, caprino e outros, cuja relevância local justifica seu aproveitamento energético. Este tipo de resíduo é importante matéria-prima para a produção de biogás, que pode ter um papel relevante no suprimento energético, principalmente para a cocção nas zonas rurais.
Resíduos urbanos
Vivemos numa sociedade que estimula o consumo e a produção em grande escala. A filosofia do descartável e do excesso de embalagens predomina em diversos setores do mercado o que significa diretamente mais rejeitos. Em 1995, o Brasil produzia 241.614 toneladas de lixo por dia, e 76% ficava exposto a céu aberto em lixões (IPT / CEMPRE). Segundo uma empresa de limpeza pública de atuação nacional, há um crescimento em torno de 5% ao ano na quantidade de lixo gerado.
Atualmente o Brasil enfrenta uma retomada dos automóveis a álcool, com a criação do carros "bicombustíveis", conhecidos "Flex". A experiência vem se mostrando bastante produtiva a frota de veículos "bicombustivel" apresenta taxas de crescimento significantes.
Cogeração no setor sucroalcooleiro
Desde a sua implantação em maior escala a partir da metade do século XX, as indústrias do setor sucroalcooleiro desenvolveram instalações próprias de geração elétrica, seja através de pequenos aproveitamentos hidrelétricos, óleo diesel, e depois face à indisponibilidade de energia elétrica e aos seus custos, adotaram-se sistemas de geração, em processo de cogeração, ajustados às necessidades do processamento industrial da cana de açúcar, utilizando o bagaço.
Mas como a quantidade do bagaço produzida é muito elevada (aproximadamente 30% da cana moída), existe um grande potencial para geração de eletricidade para venda comercial.
De acordo com vários estudos realizados, o potencial de geração de eletricidade a partir de bagaço de cana no Brasil está estimado em aproximadamente 4.000 MW com tecnologias comercialmente disponíveis. As alterações nas regras do mercado de energia elétrica, estão criando melhores condições para a oferta de energia por produtores independentes, podendo ser atrativas para o setor sucroalcooleiro, que vem experimentando mudanças e acompanhando pouco a pouco o desenvolvimento tecnológico, para aumentar sua produção de eletricidade.
Resíduos rurais
Os resíduos rurais incluem todos os tipos de resíduos gerados pelas atividades produtivas nas zonas rurais, quais sejam: os resíduos agrícolas, florestais e pecuários. Os resíduos agrícolas são aqueles produzidos no campo, resultantes das atividades de colheita.
A quantificação dos resíduos rurais é feita com base nos "índices de colheita", que expressam a relação percentual entre a quantidade total de biomassa gerada por hectare plantado de uma determinada cultura e a quantidade de produto economicamente aproveitável.
Grande parte dos resíduos agrícolas são deixados no próprio terreno de cultivo, servindo como proteção ao solo ou como adubo fornecedor de nutriente ao solo.
São considerados resíduos florestais, aqueles gerados e deixados na floresta como resultado das atividades de extração da madeira. Infere-se que cerca de 20% da massa de uma árvore são deixados na floresta. Estima-se que existe um potencial grande de aproveitamento energético de resíduos florestais no Brasil, uma vez que as atividades extrativas da madeira tanto para a produção de carvão quanto para o uso não energético, desenvolvem-se de forma intensiva de Norte ao Sul do País.
Os resíduos da pecuária são constituídos por estercos e outros produtos resultantes da atividade biológica do gado bovino, suíno, caprino e outros, cuja relevância local justifica seu aproveitamento energético. Este tipo de resíduo é importante matéria-prima para a produção de biogás, que pode ter um papel relevante no suprimento energético, principalmente para a cocção nas zonas rurais.
Resíduos urbanos
Vivemos numa sociedade que estimula o consumo e a produção em grande escala. A filosofia do descartável e do excesso de embalagens predomina em diversos setores do mercado o que significa diretamente mais rejeitos. Em 1995, o Brasil produzia 241.614 toneladas de lixo por dia, e 76% ficava exposto a céu aberto em lixões (IPT / CEMPRE). Segundo uma empresa de limpeza pública de atuação nacional, há um crescimento em torno de 5% ao ano na quantidade de lixo gerado.
Grande parte do lixo ainda não é coletado permanecendo junto às residências. A produção de lixo "per capita" hoje gira em torno de 600g por habitante/dia e há poucos aterros sanitários ou aterros controlados no Brasil. Em São Paulo, por exemplo, estima-se que cada habitante produz 1 kg de lixo por dia. Este valor tende a crescer, tornando a problemática do lixo inexorável e irreversível, elegitimando a necessidade de alternativas eficazes e efetivas.
Problemas sérios causados pela precária disposição final do lixo são a disseminação de doenças, a contaminação do solo e de águas subterrâneas pelo chorume, a poluição pelo gás metano (gerado na decomposição da matéria orgânica presente no lixo), a falta de espaço para o armazenamento, entre outros.
Problemas sérios causados pela precária disposição final do lixo são a disseminação de doenças, a contaminação do solo e de águas subterrâneas pelo chorume, a poluição pelo gás metano (gerado na decomposição da matéria orgânica presente no lixo), a falta de espaço para o armazenamento, entre outros.
O teor de matéria orgânica (C, H, O, N ) do lixo brasileiro é de 60% conferindo-lhe bom potencial energético. O Poder Calorífico Inferior (PCI) médio do resíduo domiciliar é de 1.300 kcal/kg (5,44 MJ/kg). De acordo com a tecnologia empregada e com a composição físico-química dos resíduos, estima-se a produção de 0,035 MW/tonelada de lixo, através de incineração.
A recuperação de energia a partir do lixo tem duas grandes vertentes:
1. A recuperação do gás metano para geração de energia (a decomposição anaeróbica pode gerar 350 a 500 m3 de gás metano por tonelada de lixo brasileiro), com investimentos em aterros controlados, que pode ser complementada pela coleta seletiva ou triagem pós-coleta visando a reciclagem e a diminuição do volume a ser aterrado.
2. Incineração do lixo visando a sua redução, com recuperação de energia.
Resíduos industriais
São assim considerados os resíduos provenientes do beneficiamento de produtos agrícolas e florestais e os resíduos do uso de carvão vegetal no setor siderúrgico de ferro-gusa e aço, o gás de alto-forno a carvão vegetal.
As indústrias madeireira, serrarias e mobiliário, produzem resíduos a partir do beneficiamento de toras. Os tipos de resíduos produzidos são casca, cavaco, costaneira, pó de serra, maravalha e aparas. As indústrias de alimentos e bebidas produzem resíduos no fabrico de sucos e aguardente (laranja, caju, abacaxi, cana de açúcar, etc), no beneficiamento de arroz, café, trigo, milho (sabugo e palha), amendoim, castanha-de-caju, etc.
No setor de papel e celulose existem indústrias de papel e indústrias de celulose, e também indústrias integradas, ou seja, que produzem papel e celulose. Haverá nestes casos diferenças nos tipos de resíduos produzidos, porém, em linhas gerais este setor produz como resíduos: casca, cavaco e lixívia. Existem 220 companhias no Brasil com unidades industriais localizadas em 16 estados, utilizando madeira de reflorestamento, das espécies eucalipto (62%) e pinus (36%).
O setor siderúrgico a carvão vegetal também possui unidades de ferro-gusa e de aço, e unidades integradas, que produzem ferro-gusa e aço. O ferro-gusa é um produto intermediário para a produção do aço, e importante produto de exportação. O gás de alto-forno é produzido durante a reação do carbono do carvão vegetal com o ferro do minério de ferro, e reinjetado no processo, possibilitando o reaproveitamento do calor.
A recuperação de energia a partir do lixo tem duas grandes vertentes:
1. A recuperação do gás metano para geração de energia (a decomposição anaeróbica pode gerar 350 a 500 m3 de gás metano por tonelada de lixo brasileiro), com investimentos em aterros controlados, que pode ser complementada pela coleta seletiva ou triagem pós-coleta visando a reciclagem e a diminuição do volume a ser aterrado.
2. Incineração do lixo visando a sua redução, com recuperação de energia.
Resíduos industriais
São assim considerados os resíduos provenientes do beneficiamento de produtos agrícolas e florestais e os resíduos do uso de carvão vegetal no setor siderúrgico de ferro-gusa e aço, o gás de alto-forno a carvão vegetal.
As indústrias madeireira, serrarias e mobiliário, produzem resíduos a partir do beneficiamento de toras. Os tipos de resíduos produzidos são casca, cavaco, costaneira, pó de serra, maravalha e aparas. As indústrias de alimentos e bebidas produzem resíduos no fabrico de sucos e aguardente (laranja, caju, abacaxi, cana de açúcar, etc), no beneficiamento de arroz, café, trigo, milho (sabugo e palha), amendoim, castanha-de-caju, etc.
No setor de papel e celulose existem indústrias de papel e indústrias de celulose, e também indústrias integradas, ou seja, que produzem papel e celulose. Haverá nestes casos diferenças nos tipos de resíduos produzidos, porém, em linhas gerais este setor produz como resíduos: casca, cavaco e lixívia. Existem 220 companhias no Brasil com unidades industriais localizadas em 16 estados, utilizando madeira de reflorestamento, das espécies eucalipto (62%) e pinus (36%).
O setor siderúrgico a carvão vegetal também possui unidades de ferro-gusa e de aço, e unidades integradas, que produzem ferro-gusa e aço. O ferro-gusa é um produto intermediário para a produção do aço, e importante produto de exportação. O gás de alto-forno é produzido durante a reação do carbono do carvão vegetal com o ferro do minério de ferro, e reinjetado no processo, possibilitando o reaproveitamento do calor.
A siderurgia a carvão vegetal é responsável por cerca de 30% da produção siderúrgica brasileira e está concentrada principalmente no Estado de Minas Gerais, com algumas unidades no Espírito Santo, Maranhão, Pará, Pernambuco, Rio Grande do Norte e Mato Grosso do Sul.
Referência Bibliográfica
Nogueira, Luiz Augusto Horta & Lora, Electo, Dendroenergia: fundamentos e aplicações.
DÉFÈCHE, J., Os resíduos urbanos: um combustível – Como queima-lo e recuperar a sua energia, revista "Energia – Fontes Alternativas", vol. VI.
Site: www.aneel.gov.br
Referência Bibliográfica
Nogueira, Luiz Augusto Horta & Lora, Electo, Dendroenergia: fundamentos e aplicações.
DÉFÈCHE, J., Os resíduos urbanos: um combustível – Como queima-lo e recuperar a sua energia, revista "Energia – Fontes Alternativas", vol. VI.
Site: www.aneel.gov.br
