BC0207_aula09_final

Prévia do material em texto

Profa. Denise Criado 
E-mail: denise.criado@ufabc.edu.br 
Sala: 614-3, Torre 3 Bloco A 
https://sites.google.com/site/bc0209energia/ 
-Biomassa: das plantas ao 
lixo 
-Energia geotérmica 
Aula 9 
http://www.eletronuclear.gov.br/Saibamais/Espa%C3%A7odoConhecimento/Pesquisaesc
olar/EnergiaNuclear.aspx 
 
Tem recebido considerável atenção 
nos últimos anos. 
 
Etanol: 
Pode ser feito de uma série de 
matérias-primas: cana-de-açúcar 
(Brasil), milho (Estados Unidos), 
madeira, trigo (França), beterraba 
(França), centeio (Alemanha). 
 
Metanol: 
Produzido virtualmente com qualquer material que tenha carbono. Pode 
ser produzido por um subproduto da destilação da madeira. Além da 
biomassa, pode utilizar carvão ou gás natural. 
 
Uma plantação de energia de biomassa é uma fazenda dedicada a 
converter a luz solar em energia. Uma fazenda-padrão já faz isso. 
Outros alimentos podem ser cultivados para a conversão em um 
combustível líquido ou gasoso. 
 
Fatores a serem considerados: 
•Produtividade; 
•Conteúdo de energia por unidade de peso, 
•Facilidade de colheita, 
•Demandas da cultura em questão. 
 
Biodiesel: 
O óleo com a glicerina e goma removidas, tem propriedades 
equivalentes ao diesel. 
Não é tóxico. 
É biodegradável. 
É praticamente livre de enxofre. 
Pode utilizar o óleo vegetal usado. 
 
http://www.biodieselbr.com/i/biodiesel/biodiesel-brasil-potencial.jpg 
 
Programa Nacional de Produção e 
usos do biodiesel: 
Lançado em 2004. 
Desde 2008 é usado a mistura com o 
diesel fóssil. 
 
 
http://www.biodieselbr.com/i/biodiesel/biodiesel-brasil-potencial.jpg 
http://www.mme.gov.br/programas/biodiesel/menu/biodiesel/pnpb.html 
 
Digestão anaeróbica: 
É um processo de decomposição por meio do qual bactérias convertem 
material orgânico em gases metano e dióxido de carbono na ausência de 
oxigênio. 
Este processo pode utilizar resíduos agrícolas com o esterco, por 
exemplo. O produto é um gás composto de metano e dióxido de 
carbono (biogás). 
 
A digestão anaeróbica ocorre em digestores. 
http://www.tamera.org/fileadmin/PDF/digestorDeBiogas.pdf 
 
É necessário o consumo de combustíveis fósseis para gerir uma fazenda. 
(Maquinário, transporte, etc) 
 
exemplo: 
Uma lata de milho custa $1,10 e contém 370 kcal de energia alimentar. 
Isto é, 110/370=0,3 centavos/kcal. Um galão de gasolina custa $2,25, o 
equivalente a 31.500 kcal, ou um custo de 0,007 centavos/kcal. 
 
Cerca de 4 kg de proteína vegetal são necessários para a produção de 
1kg de proteína animal. 
 
Produção de lixo nos Estados Unidos por ano: 
•80 milhões de toneladas de papel, 
•50 milhões de toneladas de alimentos e resíduos domésticos, 
•20 milhões de toneladas de metal, 
•10 milhões de toneladas de vidro, 
•25 milhões de toneladas de plástico. 
 
 
Opções não exclusivas para solucionar a crise de resíduos sólidos: 
 
•Reduzir a quantidade de lixo produzido, 
•Incinerar o lixo em usinas que transformam “lixo em energia”, 
•Construir aterros sanitários mais seguros, 
•Digestão anaeróbica. 
As embalagens de alimentos são responsáveis por 10% do custo do 
alimento, 50% do volume e 30% do peso do lixo doméstico. 
 
http://revistaepoca.globo.com/Sociedade/o-caminho-do-lixo/noticia/2012/01/os-
numeros-da-reciclagem-no-brasil.html 
 
http://www.brasil.gov.br/sobre/meio-ambiente/gestao-do-lixo/reciclagem 
Se os resíduos são misturados, em geral, apenas 1% pode ser reciclado. 
Se há a separação correta, o índice de aproveitamento passa para 70% ou 
mais. 
 
O alumínio é o campeão de reciclagem no País, com índice de 90%. Isso 
se deve ao alto valor de mercado de sua sucata, associado ao elevado 
gasto de energia necessário para a produção de alumínio metálico. 
 
http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia/reciclagem-ainda-engatinha-em-sao-paulo-e-rio 
21/06/2012 
 
http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia/reciclagem-ainda-engatinha-em-sao-paulo-e-rio 
21/06/2012 
 
•Ainda existe parte do lixo que não pode ou não será reciclado. 
 
•O processo de incineração reduz o volume em um fator de 10; as cinzas 
podem ser enviadas para um aterro. 
 
•O calor produzido pode ser usado para produzir vapor para a geração 
de eletricidade ou a utilização na indústria. 
 
•Do ponto de vista financeiro, muitas usinas estão empatando, ou seja, a 
renda obtida pela venda de vapor e eletricidade, juntamente com as 
taxas cobradas de cada caminhão que descarrega resíduos na usina, está 
igualando a despesa decorrente do funcionamento. 
 
 
Existem fortes preocupações com os poluentes atmosféricos emitidos 
durante a combustão. Metais pesados e dioxinas (dos compostos 
clorados formados durante a combustão) estão presentes. 
 
Dioxinas estão entre os mais potentes carcinogênicos existentes. 
 
Problema dos aterros: contaminação do lençol freático. 
Para evitar este problema: construção de aterros em terrenos distantes 
de locações com águas subterrâneas ativas e revestidos com mantas 
plásticas e de argila que vão capturar o chorume. 
http://www.rc.unesp.br/igce/aplicada/ead/residuos/res13.html 
 
A usina geotérmica de Nesjavellir, próxima a Þingvellir, 
Islândia. 
 
4% da energia gerada nos Estados Unidos pelas chamadas fontes 
renováveis vem de energia geotérmica (quase 2x a contribuição da eólica 
e solar. A capacidade instalada da eólica neste país é quase 3x maior 
que a geotérmica). 
 
Em 1904 foi produzido pela 1 vez eletricidade a partir de vapor natural. 
http://www.geo-energy.org/reports/2012AnnualUSGeothermalPowerProductionandDevelopmentReport_Final.pdf 
 
Aplicações não elétricas: 
•Água quente para aquecimento de casas (Islândia já tem usado por 6 
décadas e Budapeste, Hungria usa desde o Império Romano). 
•Estufas para vegetais e flores. 
 
Crosta: 30 a 90 km. 
A temperatura aumenta na crosta a uma taxa de 30°C/km. 
A temperatura no topo do manto é de aprox. 1000°C. 
Gêiseres, erupções 
vulcânicas e fossos de lama 
borbulhantes. 
 
Existem regiões onde o material choroso incandescente do manto 
(magma) é empurrado para cima por meio de falhas e rachaduras 
próximas a superfície, localizados entre 2 a 3 km da superfície. 
 
 
Sistema de vapor úmido 
 
Quando a água aprisionada em um reservatório subterrâneo e é 
aquecida pelas rochas ao redor, pode atingir temperaturas de 370°C 
sem entrar em ebulição. 
Caso a água seja liberada, ela se pulveriza em parte de vapor e parte de 
água quente. 
Gêiseres. 
http://www.infoescola.com/geografia/geiser/ 
 
Sistema de vapor úmido 
 
A pressão da água no fundo é 
maior que a atmosférica 
devido a coluna de água 
acima dela. 
Com o aumento da 
temperatura essa água atinge 
o ponto de ebulição nessa 
pressão. 
O inicio da ebulição libera a 
pressão na base rapidamente, 
aumentando a taxa de 
ebulição e fazendo com que a 
água esguiche para fora do 
solo. 
Água mais fria substitui a 
quente. 
O vapor de separa da água e é 
utilizado para fazer funcionar 
turbinas para gerar eletricidade. 
 
Sistema de vapor seco 
 
Ocorrem quando a pressão não é muito alta e a temperatura é alta. A 
água entre em ebulição e gera vapora temperaturas de cerca de 165°C e 
pressões de 100 psi. 
Esse vapor é diretamente usado para fazer funcionar uma turbina. 
 
A reinjeção de água residual tratada de comunidades locais pode 
aumentar o tempo de vida da usina. 
 
Energia geotermica é de qualidade bastante baixa porque a temperatura 
do vapor ou da agua quente esta frequentemente entre 150-250°C (a 
100psi). Isso deve ser comparado com o vapor em uma usina movida a 
combustível fóssil que esta a 550°C e 1.000 psi. 
 
Os pontos quentes geotérmicos estão distribuídos de forma esparsa e 
muitas vezes encontram-se aalguma distancia dos centros que 
precisam de energia. 
 
Muitos reservatórios podem ser usados somente para aquecimento de 
ambientes. 
 
Como a energia termal não pode ser transportada facilmente, ela 
somente pode ser utilizada próximo a fonte. 
 
Ter cuidado com vazamentos, atenção com as formações rochosas em 
torno. 
 
Além dos hidrotermais, existem outros dois tipos: 
Reservatórios geopressurizados: água quente localizada em áreas 
grandes e profundas (3.000 a 6.000m) e pressão de até 10.000 psi. 
Porem não há tecnologia para extrair. 
 
Rochas quentes e secas: localizam-se no subsolo, mas faltam as 
fraturas para trazer o fluido para a superfície. Cria-se reservatórios 
artificiais e circula água pelas fendas. 
Ciclo de fluido binário 
ou secundário. 
Liquido de ponto de 
ebulição baixo, como o 
isobutano ou CFC. 
 
•Emissão de gases nocivos como o sulfeto de hidrogênio (H2S), que tem 
odor de ovos podres, 
 
•Emissão de dióxido de carbono (bem menor que a produzida por 
combustíveis fósseis), 
 
•Vapor dos campos de vapor seco pode conter minerais que, após 
condensar, podem contaminar o lençol freático, 
•Nos campos de vapor úmido, o conteúdo de minerais e sal da água 
quente pode ser da ordem de 20-30% de sólidos dissolvidos, 
 
•Laminas das turbinas podem sofrer danos por corrosão e as tubulações 
podem ficar entupidas, 
 
•A remoção do vapor pode causar subsidência (assentamento ou 
deslizamento) de terrenos. Este problema pode ser remediado pela 
reinjeção da água residual nos poços. 
Energia e Meio Ambiente, Roger A. Hinrichs, Merlin Kleinbach, Lineu 
Belico dos Reis, Cengage Learning. 
 
Demais paginas citadas nos slides.