9a-Gasogenios

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GASOGÊNIOS
Prof. Paulo Cesar C. Pinheiro
Dept. Engenharia Mecânica da UFMG
Maio 2012
Introdução
• Gasogênio é um equipamento portátil que produz gás pobre a partir da 
gaseificação de um combustível sólido. Este gás pode alimentar um 
motor a combustão interna (ciclo Otto), permitindo o funcionamento de 
um automóvel com um combustível sólido.
• A madeira ou resíduo não é queimada diretamente, assim, não há
emissão de fumaça.
• Existem disponíveis unidades de 4 kW até 600 kW, que podem ser 
instaladas próximas a fonte de combustível e próximo ao usuário final, 
minimizando os custos de transporte e distribuição.
• O resíduo sólido do gasogênio possui uma certa quantidade de carvão 
(4%) e cinzas e é um bom corretivo de solos.
Histórico
O primeiro gasogênio portátil foi patenteado em 1836 por Samuel 
Brown, mas esta planta não foi utilizada em veículos até 1901, quando 
um gasogênio pateado por G. J. Parker acionou um carro de 2,5 hp e 
depois um carro de 25 hp durante uma distância de 1.000 milhas.
Histórico
Indústria Imbert - Alemanha.
Produziu cerca de 500.000 gasogênios durante a 2a guerra.
Histórico Histórico
Histórico Histórico
Bruxelas, 1979. Mercedes 
Unimog atingiu 100 km/h. Usou 
20 kg de carvão vegetal em um 
gasogênio de 450 kg, num trajeto 
de 3 horas a 60 km/h. 
(Lambiotte, S. A., Bruxelas)
Perth, Western Australia, 1981
Histórico
Olkkala, Finlandia, 1980. 
Trator a Diesel
University of Florida, 1981
70 km / kg madeira
Detalhes
Ônibus (com gasogênio (Rio, 1944) 
Com o racionamento de combustível até
os veículos de corrida eram movidos a 
gasogênio (década de 40) 
Ônibus da Empresa Viação Garcia, 
utilizando gasogênio (Londrina-PR, 
década de 40)
Histórico Histórico
Uso Estacionário em Grande Escala
Bora Bora, polinésia francesa.1981. 
De 1928 a 1945 a cidade de Papeete, 
capital do Tahiti, gerou a eletricidade de 
iluminação com um gasogênio alimentado 
com casca de coco.
Em 1978 a ilha de Bora Bora (população 
2700) instalou um gerador de 190 kW 
alimentado por gasogênio a casca e palha 
de coco. Esta unidade usa uma pequena 
quantidade de diesel como combustível 
piloto. O consumo de casca é 150 kg/hr 
(500 cocos). Estima-se um consumo de 1,3 
kg de casca ou 50 g de diesel para 
produzir 1 kWh. O consumo de cada casa 
pode ser pago com 6 cascas. O principal 
inconveniente é a alimentação de 150 kg/h 
de cascas.
Tipos Básicos de Gasogênios
Tipos: 
Tiragem ascendente, Tiragem descendente e tiragem transversal
Tipos Básicos de Gasogênios
Funcionamento
Inicialmente o gasogênio é enchido com pedaços de carvão, de 
dimensões uniformes e bem compactado. Fecha-se a tampa da 
grelha (por onde saem as cinzas).
Liga-se a ventoinha “V” para iniciar a tiragem. Forma-se uma região 
de combustão onde o carvão se queima formando CO2 e CO.
O CO2 a alta temperatura reage com o carvão formando mais CO.
O CO queima facilmente em uma chama azul.
Deve-se evitar a presença de excesso de O2, regulando-se o fluxo 
de ar da zona de combustão. Nos motores estacionários, de regime 
constante, é relativamente fácil, podendo ser feito por um dispositivo 
automático. Nos automóveis, devido a variação das cargas, e das 
rotações este controle é feito manualmente pelo motorista.
O gás pobre, ao sair do gerador, arrasta consigo pó de carvão, 
cinzas e alcatrão, além de vapor d’água. Sua temperatura é de cerca 
de 800º C, sendo necessário esfriá-lo.
Dispositivos Auxiliares
Inicialmente o gás passa por um “ciclone”, onde as impurezas mais 
pesadas depositam-se pelo efeito da força centrífuga
Em seguida, passa por um ou dois filtros, que retêm as impurezas
menores, resfriando-o ainda mais. A figura 4 mostra o esquema de um 
filtro, grande saco de algodão ou flanela, que deve ser facilmente 
acessível para limpeza. 
O gás pobre, limpo, está pronto para ser aspirado pelo motor, estando a 
aproximadamente uns 20º C acima da temperatura ambiente. 
Dispositivos Auxiliares
Deve, porém, receber de 1 a 1,5 partes em peso de ar, para formar a 
mistura combustível e isto é feito pelos “misturador”, de funcionamento 
análogo ao carburador. 
Existem vários tipos de misturadores, sendo o que aparece na fig. 5, de 
mistura anular, bastante eficiente. O motor a gasolina ao ser adaptado 
para gasogênio, deve ter seu avanço aumentado, porque o gás pobre 
possui queima mais lenta. A taxa de compressão se possível pode ser 
aumentada. O motor a gasolina, alimentado por gasogênio pode perder 
até 40% da sua potência original.
Detalhes
Detalhes Powell Producer Gas
Lange Wishart Car Type
De Dion - Bouter Processo
• Peças de madeira com no máximo 20% são alimentadas na câmara 
fechada do gasogênio, onde é mantida uma temperatura controlada.
• A madeira nesta temperatura libera o gás pobre com um poder 
calorífico de 1000 to 1050 kcal/m3 (normal).
• O resíduo é carvão vegetal que é combustível.
• As unidades podem ser acopladas e entram em operação em cerca 
de 15 minutos.
Gás Pobre
Composição 
CO = 19+3 %
CO2 = 10+3 %
N2 = 50 % 
H2 = 18+2 %
CH4 = até 3 % 
Poder Calorífico
1000-1050 kcal/m3 (normal)
Uso do Gas Pobre como Combustível
• Este gás é um combustível limpo e produz uma chama azul sem 
qualquer fumaça.
• Pode ser obtida uma temperatura máxima de 1050 °C. Se for necessária 
uma temperatura maior é preciso de um queimador de duplo 
combustível, utilizando o gás pobre e combustível líquido.
• Pode substituir derivados do petróleo, e a queima direta de resíduos, 
carvão etc, para eliminar a poluição de particulados bem como reduzir as 
emissões de carbono e enxofre.
• Pode substituir derivados de petróleo em:
– Caldeiras
– Fornalhas
– Aquecedores.
– Fornos.
– Incineradores
Gasogênios para Geração de Potência
• The gas is cleaned of any fine dust and any residual impurities, in a 
series of custom designed scrubbers.
• This clean gas is fired in 100% gas based reciprocating engines 
specially designed for this gas. These engines are coupled with 
Generators to produce electricity.
• Special control systems are available to provide for fluctuating power 
needs.
• Stand alone compact power generation units which can be installed in 
any remote areas.
• 4 kW to 600 kW units.
• Use wood as raw material and Generate power and give Charcoal as
By-Product.
• Simple process without the hassles of Steam generation (Therefore 
water requirement is very less) and without Smoke.
• 1.5 kg of wood is consumed to produce 1 kWh(unit) of electricity up-to a 
generation capacity of 200 kWh.
Gasogênios para Geração de Potência
Tar will condense out of the gas anywhere there is a change of 
pressure
Inlet manifolds and valves are usually the first places to shows signs 
of a dirty gas. 
Gas must also be dry and cold before it is used in an engine.
For small scale systems
the gasifier is started on a flare until good quality gas is 
produced (gasifier up to temperature), then switch the gas to the 
inlet of the engine and start. 
In larger systems, either 
the engine is started on a separate fuel so all parts of the plant 
are up to temperature
Gasogênios para Geração de Potência
Generators producing electricity at 60Hz 
2 or 4 pole, 
Operated at 3600 or 1800 rpm respectively
As producer gas tends to be a slow burning fuel it is advisable to 
run a 4 pole motor and slow the engine down. 
The engine should also be oversized above that which would be 
normal for natural gas of petrol
Producer gas has a much lower calorific value (typically 5 
kJ/Nm3) as up to 60% of the volume can be inert N2 as a result of using air as the gasifying agent. 
A rough guide on engine sizing would be 1 litre cylinder 
capacity per 5kWe generated from producer gas in a internal 
combustion engine.