ADAPTAÇÃO DE CALDEIRA A GÁS PARA QUEIMA DE BIOMASSA

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Os resíduos que são gerados naturalmente na colheita de cereais e no corte de árvores, tal como a palha e os resíduos de madeira. Este grupo de “sub-produtos” é especialmente adequado para a reciclagem com fins de geração de energia, porque reduz os custos de produção dos principais produtos, ou aumenta o rendimento da cadeia de cultivo. As fontes de biomassa utilizadas como combustíveis são classificados de acordo com o estado de agregação em que se encontram: sólido, líquido e gasoso. Forma e o estado de agregação dos produtos de biomassa processados são determinados pelas tecnologias e sistemas de conversão disponíveis.

Existem três formas de energia fundamentais: energia calorífica, energia mecânica e energia elétrica, e todas elas podem ser obtidas através das fontes de biomassa. Existem muitas possibilidades de geração das formas de energia desejadas, a partir das fontes de biomassa, em diferentes estados de agregação.

Energia Calorífica

Normalmente o calor é produzido em sistemas de combustão. Numa pequena escala, estes sistemas podem aquecer uma habitação, enquanto que em grande escala, o calor gerado numa central e por meio de redes de distribuição pode aquecer as casas de vários quarteirões de uma cidade. Para sistemas de combustão estacionários, cuja única função seja a produção de calor, predominam os combustíveis sólidos, no que diz respeito à biomassa. A madeira, como resíduo ou matéria-prima, pode ser usada para geração de calor, com baixos custos de processamento, de trituração ou secagem.

Energia mecânica

A energia mecânica é produzida por meio de geradores de calor e energia, como os motores a combustão. Nestes, o combustível líquido ou gasoso é inflamado nos cilindros, e expansão da mistura combustível/ar, causada pela combustão é então convertida em energia. O calor produzido por este processo tem de ser dissipado para o ambiente, através de um sistema de arrefecimento. A utilização de biodiesel na Europa, como por exemplo, uma mistura de etanol na França e o uso de etanol puro no Brasil, são exemplos de uso de fontes de biomassa com sucesso, no sector dos transportes.

Com os óleos vegetais extraídos das sementes de girassol e outras oleaginosas e o álcool produzido da biomassa, é possível cobrir as necessidades de combustível para locomoção. Os combustíveis de biomassa são uma alternativa viável, equivalente às fontes de energia fóssil.

Energia Elétrica

Os sistemas que produzem energia mecânica como motores de combustão ou turbinas de combustão direta e indireta, são acoplados a geradores elétricos, que convertem a energia mecânica em energia elétrica. A utilização de energia mecânica para produção de energia elétrica gera aproximadamente dois terços de calor para um terço de eletricidade, o que demostra o aumento da eficiência econômica da cogeração (produção simultânea de calor e eletricidade) em aplicações estacionárias. O biogás, proveniente dos aterros, da reciclagem de resíduos agrícolas ou de outros resíduos orgânicos, pode ser utilizado em centrais estacionárias para produção de energia.

Informação retirada de: http://www.lippel.com.br/br/sustentabilidade/bioenergia-da-biomassa.html#.USPRraVUHcw

No Brasil, a utilização da cogeração não é diferente do cenário mundial, ou seja, está em estado de pleno crescimento. Segundo o Balanço Energético Nacional (BEN,2015), a oferta interna de energia elétrica de biomassa usada na cogeração totalizou 6,6%, tendo em vista que em 2007 totalizou 3,7%. No ano de 2010 e 2011, o crescimento da cogeração aumentou 0,3%, número reduzido em comparação aos anos anteriores, pois houve grande diminuição na safra de cana (9,8%), a qual o bagaço é utilizado em larga escala como biomassa. Ainda assim, os percentuais de energia renovável no Brasil (39,4%) continuaram acima da média mundial (13,3%), segundo a Agência Internacional de Energia (CLEMENTINO, 2001; BEN, 2015; IEA, 2013).

Na figura 1 mostra as fontes de energia utilizadas para a geração de energia no Brasil, e conforme pode ser visto, depois da hidráulica a mais utilizada é a biomassa.

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Figura 1. Fontes de energia utilizadas no Brasil para a geração de energia elétrica

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- metodologia

Os estudos sobre o sistema básico utilizando a biomassa como fonte primária em uma caldeira industrial serão realizados com pesquisas a livros de referência, revistas técnicas, anais de congresso, professores, profissionais da área, internet e entre outros. Baseado nos dados fornecidos será realizado uma análise sobre os benefícios gerados pela utilização deste modelo de equipamento, como o baixo custo no valor da tonelada hora de vapor consumido na unidade fabril.

- biomassa

A Biomassa é definida como todo material orgânico de origem vegetal. Este material deriva da reação entre gás carbônico (CO2 no ar), água (H2O) e luz solar, ou seja, pelo processo de fotossíntese, qual armazena fração de energia solar nas ligações químicas de seus componentes (SOUZA; SORDI; OLIVA, 2002).

Qualquer matéria orgânica que possa ser transformada em energia mecânica, térmica ou elétrica é classificada como biomassa. De acordo com a sua origem, pode ser: florestal (madeira, principalmente), agrícola (soja, arroz e cana-de-açúcar, entre outras) e rejeitos urbanos e industriais (sólidos ou líquidos, como o lixo). Os derivados obtidos dependem tanto da matéria-prima utilizada (cujo potencial energético varia de tipo para tipo) quanto da tecnologia de processamento para obtenção dos energéticos (ANEEL, 2008).

A principal vantagem da biomassa é que, apesar de ter uma baixa eficiência relativa, o seu aproveitamento pode ser feito diretamente na combustão em caldeiras e fornos. Com o intuito de aumentar a sua eficiência e reduzir impactos ambientais, novas tecnologias estão sendo aperfeiçoadas e desenvolvidas, tais como a gaseificação e a pirólise.

O grande obstáculo para a geração de energia de energia a partir de biomassa é o significativo investimento inicial, explicado por motivos. Primeiramente, o porte das instalações não pode ser muito elevado devido ao custo do transporte da biomassa até a central geradora, pois a biomassa tem densidade baixa. O segundo ponto em destaque