USINA DE BIOMASSA - Prof. Marilza

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Usina de Biomassa no Brasil
A Usina de Biomassa é uma energia limpa e renovável que se constitui através da produção simultânea de energia térmica (vapor), mecânica e elétrica a partir do uso de um combustível de biomassa, geralmente algum tipo de resíduo industrial, como bagaço de cana-de-açúcar, casca de arroz, madeira, entre outros. Neste tipo de geração, pode-se alcançar um aproveitamento de até 80% de energia contida no combustível e que pode ser transformada em vapor, eletricidade e força motriz. 
Por muito tempo, a madeira foi a principal fonte energética utilizada pelo homem, ao lado de óleos vegetais e animais. Apenas há pouco mais de 100 anos a biomassa acabou perdendo sua liderança para a energia do carvão e, posteriormente, com o crescimento contínuo do petróleo (atualmente a principal substância empregada) e do gás natural, sua utilização foi reduzida praticamente às residências em regiões agrícolas, porém a biomassa é uma fonte utilizada bem antes da descoberta do “ouro negro”. Um dos primeiros empregos dela pelo ser humano para adquirir energia teve início com a utilização do fogo como fonte de calor e luz. O domínio desse recurso natural trouxe à humanidade a possibilidade de exploração dos minerais, marcando novo período antropológico. A madeira do mesmo modo foi, por um longo período de tempo, a principal fonte energética, já os óleos de fontes diversas eram utilizados em menor escala. O grande salto da biomassa deu-se com o advento da lenha na siderurgia, no período da Revolução Industrial.
Nos anos que compreenderam o século XIX, com a revelação da tecnologia a vapor, a biomassa passou a ter papel primordial também para obtenção de energia mecânica com aplicações em setores na indústria e nos transportes. A USGA, éter etílico, óleo de mamona e alguns compostos de álcool como a azulina e a motorina, foram produzidos em substituição à gasolina ou ao Diesel com sucesso, da década de 1920 até os primeiros dias da dezena seguinte; período do colapso decorrente da Primeira Guerra Mundial. A respeito do início da exploração dos combustíveis fósseis, como o carvão mineral e o petróleo, a lenha continuou desempenhando importante papel energético, principalmente nos países tropicais. No Brasil, foi aproveitada em larga escala, atingindo a marca de 40% da produção energética primária.
Durante os colapsos de fornecimento de petróleo que ocorreram durante a década de 1970, essa importância se tornou evidente pela ampla utilização de artigos procedentes da biomassa como álcool, gás de madeira, biogás e óleos vegetais nos motores de combustão interna. Não obstante, os motores de combustão interna foram primeiramente testados com derivados de biomassa, sendo praticamente unânime a declaração de que os combustíveis fósseis só obtiveram primazia por fatores econômicos, como oferta e procura, nunca por questões técnicas de adequação.
Quanto aos impactos ambientais, o uso da biomassa em larga escala também exige certos cuidados que devem ser lembrados, durante as décadas de 1980 e 1990 o desenvolvimento impetuoso da indústria do álcool no Brasil tornou isto evidente. O resultado pode ser destruição da fauna e da flora com extinção de certas espécies, contaminação do solo e mananciais de água por uso de adubos e outros meios de defesa manejados inadequadamente.
Existem três classes de biomassa
São elas:
A biomassa sólida tem como fonte os produtos e resíduos da agricultura (incluindo substâncias vegetais e animais), os resíduos das florestas e a fração biodegradável dos resíduos industriais e urbanos.
A biomassa líquida existe em uma série de bicombustíveis líquidos com potencial de utilização, todos com origem nas chamadas “culturas energéticas”. São exemplos os biodieseis, obtido a partir de óleos de colza ou girassol; o etanol, produzido com a fermentação de hidratos de carbono (açúcar, amido, celulose); e o metanol, gerado pela síntese do gás natural.
A biomassa gasosa é encontrada nos efluentes agropecuários provenientes da agroindústria e do meio urbano. É achada também nos aterros de RSU (resíduos sólidos urbanos). Estes resíduos são resultado da degradação biológica anaeróbia da matéria orgânica, e são constituídos por uma mistura de metano e gás carbónico. Esses materiais são submetidos à combustão para a geração de energia.
Materiais que são usados para gerar energia:
Lenha
Cana-de-açúcar 
Serragem (ou serrim, ou ainda serradura);
Papel já utilizado;
Galhos e folhas decorrentes da poda de árvores em cidades ou casas;
Embalagens de papelão descartadas após a aquisição de diversos eletrodomésticos ou outros produtos;
Casca de arroz;
Capim-elefante;
Lodo de ETE: Especialmente os provenientes do processo de lodos ativados amplamente utilizados na indústria têxtil;
Produtos derivados da biomassa:
Bio-óleo: líquido negro obtido por meio do processo de pirólise cujas destinações principais são aquecimento e geração de energia elétrica.
Biogás: metano obtido juntamente com dióxido de carbono por meio da decomposição de materiais como resíduos, alimentos, esgoto e esterco em digestores de biomassa.
Biomass to Liquids: líquido obtido em duas etapas. Primeiro é realizado um processo de gasificação, cujo produto é submetido ao processo de Fischer-Tropsch. Pode ser empregado na composição de lubrificantes e combustíveis líquidos para utilização em motores do ciclo diesel.
Etanol celulósico: etanol obtido alternativamente por dois processos. Em um deles a biomassa, formada basicamente por moléculas de celulose, é submetida ao processo de hidrólise enzimática, utilizando várias enzimas, como a celulase, celobiase e β-glicosidase. O outro processo é composto pela execução sucessiva das três seguintes fases: gasificação, fermentação e destilação.
Bioetanol “comum”: feito no Brasil à base do sumo extraído da cana de açúcar (caldo de cana). Há países que empregam milho (caso dos Estados Unidos) e beterraba (da França) para a sua produção. O sistema à base de cana-de-açúcar empregado no Brasil é mais viável do que o utilizado pelo americano e francês.
Biogasolina: substituta da gasolina, produzida de matéria-prima vegetal (açúcar, celulose, etc.).
Biodiesel: éster produzido com óleos vegetais como do dendê, da mamona, do sorgo e da soja, etc.
Óleo vegetal: Pode ser usado em Motores diesel usando a tecnologia Elsbett
Lenha: Forma mais antiga de utilização da Biomassa.
Carvão vegetal: Sólido negro obtido pela carbonização pirogenal da lenha ou carbonização hidrotermal.
Turfa: Material orgânico, semi decomposto encontrado em regiões pantanosas.
Gás pobre (gás de síntese): produzido por gasogênios que realizam a combustão controlada e parcial de biomassa.
Transformação da Biomassa em Energia
Existem quatro formas de transformar a biomassa em energia:
Pirólise: através dessa técnica, a biomassa é exposta a supremas temperaturas sem a presença de oxigênio, mirando o acelerar da decomposição da mesma. O que sobra da decomposição é uma mistura de gases, líquidos (óleos vegetais) e sólidos (carvão vegetal);
Gasificação: assim como na pirólise, aqui a biomassa também é acalorada na ausência do oxigênio, originando como produto final um gás inflamável. Esse gás ainda pode ser filtrado, visando à remoção de alguns componentes químicos residuais. A diferença básica em relação à pirólise é o fato de a gaseificação exigir menor temperatura e resultar apenas em gás;
Combustão: aqui a queima da biomassa é realizada a altas temperaturas na presença abundante de oxigênio, produzindo vapor a alta pressão. Esse vapor geralmente é usado em caldeiras ou para mover turbinas. É uma das formas mais comuns hoje em dia e sua eficiência energética situa-se na faixa de 20 a 25%;
Co-combustão: essa prática propõe a substituição de parte do carvão mineral utilizado em urnas termoelétricas por biomassa. Dessa forma, reduz-se significativamente a emissão de poluentes. A faixa de desempenho da biomassa encontra-se entre 30 e 37%, sendopor isso uma escolha bem atrativa e econômica atualmente.
Vantagens e Desvantagens
Vantagens da utilização da Energia de Biomassa
É uma energia renovável;
É pouco poluente, não emitindo dióxido de carbono (de acordo com o ciclo natural de carbono neutro);
É altamente fiável e a resposta às variações de procura é elevada;
A biomassa sólida é extremamente barata, sendo as suas cinzas menos agressivas para o ambiente;
Verifica-se uma menor corrosão dos equipamentos (caldeiras, fornos, etc.);
A não emissão de dióxido de enxofre, tão poluente ao meio ambiente;
Menor risco ambiental;
As emissões não contribuem para o efeito estufa.
Desvantagens da utilização da Energia a Biomassa
Deflorestação de florestas, além da destruição de habitats;
Possui um menor poder calorífico quando comparado com outros combustíveis;
Os biocombustíveis líquidos contribuem para a formação de chuvas ácidas;
Dificuldades no transporte e no armazenamento de biomassa sólida;
Custo elevado na aquisição de equipamentos industriais;
Maior possibilidade de geração de material, particulado na atmosfera. Isto significa maior custo de investimento para caldeira e equipamentos de remoção de material particulado lançado no meio ambiente;
Dificuldade na estocagem e no armazenamento dos resíduos.
BIBLIOGRAFIA:
http://geracao.grupoenergisa.com.br/paginas/nossos-negocios/biomassa.aspx
https://www.portal-energia.com/vantagens-e-desvantagens-da-energia-biomassa/
http://www.ecycle.com.br/component/content/article/37/2970-o-que-e-biomassa-energia-cana-de-acucar-materia-organica-producao-co-geracao-combustivel-eficiencia-aquecimento-calor-oleo-bagaco-buriti-andiroba-casca-desvantagens-vantagens-brasil.html
http://www.fragmaq.com.br/blog/vantagens-desvantagens-da-biomassa/