BIOCOMBUSTÍVEIS

Os Biocombustíveis são combustíveis de origem biológica (materiais biológicos que, quando em combustão, possuem a capacidade de gerar energia para realizar trabalhos). São fabricados a partir de vegetais, tais como, milho, soja, cana-de-açúcar, mamona, canola, babaçu, cânhamo, entre outros. O lixo orgânico também pode ser usado para a fabricação de biocombustível.
Os biocombustíveis podem ser usados em veículos (carros, caminhões, tratores) integralmente ou misturados com combustíveis fósseis. Aqui no Brasil, por exemplo, o diesel é misturado com biocombustível. Na gasolina também é adicionado o etanol.
A vantagem do uso dos biocombustíveis é a redução significativa da emissão de gases poluentes. Também é vantajoso, pois é uma fonte de energia renovável ao contrário dos combustíveis fósseis (óleo diesel, gasolina querosene, carvão mineral).
Alguns autores afirmam que a produção de biocombustíveis pode diminuir a produção de alimentos no mundo devido à busca de lucro por agricultores que preferem produzir milho, soja, canola e cana-de-açúcar para transformar e comercializar o biocombustível.
Os principais biocombustíveis são: etanol (produzido a partir da cana-de-açúcar e milho), biogás (produzido a partir da biomassa), bioetanol, bioéter, biodiesel, entre outros. "Biocombustíveis de primeira geração" são os biocombustíveis fabricados a partir de açúcar, amido, óleo vegetal, ou de gorduras animais, utilizando tecnologia convencional. As matérias-primas para a produção dos biocombustíveis de primeira geração são muitas vezes as sementes ou grãos como o trigo, o que produz fécula que é fermentado em bioetanol, ou sementes de girassol, que são pressionados para produzir óleo vegetal que pode ser usado em biodiesel.
O óleo vegetal comestível, geralmente não é usado como combustível por ser um óleo de qualidade inferior, mas pode ser usado para esta finalidade. Para garantir que o combustível injetado esteja no padrão correto para uma eficiente combustão, o óleo combustível deve ser aquecido para diminuir sua viscosidade, quer por rolos elétricos ou trocadores de calor. O óleo vegetal também pode ser utilizado em muitos motores diesel, mais antigos que não usam o common rail ou unidade injeção eletrônica sistemas de injeção de diesel. Devido ao desenho das câmaras de combustão em motores de injeção indireta, estes são os melhores motores para uso com óleo vegetal.
O biodiesel é o mais comum dos biocombustíveis na Europa. É produzido a partir da transesterificação de óleos ou gorduras. O seu nome químico é ácido graxo metilico ou etílico éster. Os óleos são misturados com hidróxido de sódio e metanol ou etanol e da reação química produz biodiesel e glicerol. Uma parte glicerol é produzido para cada 10 peças de biodiesel.As matérias-primas para biodiesel incluem gordura animal, óleos vegetais, soja, colza, Jatropha, mahua, mostarda, linho, girassol, óleo de palma, cânhamo, pennycress campo, pinnata e algas.
O mercado é emergente nos Estados Unidos, estima-se que o uso de biodiesel tem crescido 200% entre 2004 e 2005. Até o final de 2006 foi estimado que a produção de biodiesel quadruplicou em relação com 2004, para mais de 1 bilhão de galões.
Os bioalcoois, mais comumente etanol, e menos comumente propanol e butanol, são produzidos pela ação de microorganismos e enzimas, através da fermentação de açúcares ou amidos, ou de celulose. O Biobutanol também chamado de biogasolina é muitas vezes produzido para fornecer uma substituição direta de gasolina, porque pode ser usado diretamente em um motor a gasolina de forma semelhante ao biodiesel em motores diesel.
O tipo mais difundido de biocombustível no Brasil é o álcool proveniente da cana de açúcar. Sua principal vantagem é a menor poluição que causa, em comparação aos combustíveis derivados do petróleo. A cana é um produto completo porque produz açúcar, álcool e bagaço, cujo vapor gera energia. Contudo, possui diversas desvantagens, como o fato de não resolver o problema da dependência do petróleo, devido à inflexibilidade no refino do mesmo.
O biogás é produzido pelo processo de digestão anaeróbia de material orgânico. Pode ser produzido a partir de resíduos biodegradáveis, ou pelo uso de culturas energéticas alimentadas em digestores anaeróbios para completar o rendimento a gás. Os sólidos derivados podem ser utilizados como biocombustível ou adubo. O biogás contém metano e pode ser recuperado a partir de digestores anaeróbios industriais e sistemas de tratamento biológico e mecânico.
O debate sobre o uso de biocombustíveis está cada vez mais em voga, pois é sabido, com muita clareza, que os combustíveis fósseis, os mais utilizados, são finitos e as reservas terrestres só tendem a diminuir e terminar, sem renovação. Além disso, são extremamente poluidores e causam sérios desequilíbrios ambientais.
Já o biodiesel, ou seja, óleo virgem derivado de algumas espécies de plantas, apresentam vantagens muito interessantes, como a possibilidade real de substituir quase todos os derivados do petróleo sem modificação nos motores, eliminando a dependência do petróleo. Além de ser naturalmente menos poluente, o biodiesel reduz as emissões poluentes dos derivados de petróleo (em cerca de 40%, sendo que seu potencial cancerígeno é cerca de 94% menor que os derivados do petróleo), possui elevada capacidade de lubrificar as máquinas ou motores reduzindo possíveis danos, é seguro para armazenar e transportar porque é biodegradável, não-tóxico e não explosivo nem inflamável à temperatura ambiente, não contribui para a chuva ácida por não apresentar enxofre em sua composição, permite dispensar investimentos em grandes usinas, ou linhas de transmissão, para atendimento local de energia em regiões com pequena demanda.
As plantas mais utilizadas atualmente para produção do biodiesel são a soja, a colza, o pinhão manso, mamona, dendê, girassol e macaúba. As mais produtivas são o dendê (Elaeis guineensis) e a macaúba (Acrocomia aculeata - típica do litoral brasileiro), confirmando a potencialidade das palmeiras. A soja (Glycine Max) é a mais utilizada nos EUA, onde também é comum misturar com restos de óleos usados para fritura.Existem outras muito produtivas, como a castanha do Pará, o coco e a copaíba, porém outros derivados seus são mais interessantes economicamente.
Tendo em vista tantas vantagens, o governo brasileiro tem estimulado a produção e comercialização do biodiesel, sendo o marco principal a publicação do Decreto No. 5.488, em 20 de maio de 2005, que regulamenta a lei 11.097 (janeiro/2005). Essa lei dispõe sobre a introdução do biodiesel na matriz energética brasileira. Inicialmente a proporção autorizada é 2% do diesel comum até 2008, 5% até 2013 e já é pensado 20%, sendo que nos Estados Unidos, os automóveis movidos com 100% de biodiesel têm apresentado rendimentos surpreendentes.
O álcool proveniente da cana-de-açúcar tem sido o biocombustível número 1 na política brasileira de incentivo a energias alternativas ao petróleo. No programa conhecido como pró-álcool, grandes áreas de Mata Atlântica foram substituídas por plantações de cana de açúcar, particularmente no nordeste brasileiro. Isto acarretou problemas climáticos de erodibilidade dos solos. Tanto que muitos usineiros agora têm preocupação em proteger os fragmentos que restam e recuperar áreas degradadas.
A política brasileira prevê o incentivo à produção da mamona no Nordeste e no Bioma Caatinga como um todo, do dendê no Norte e Amazônia e da soja no Cerrado, Sul e Sudeste. O maior problema está no fato de serem plantas exóticas, sendo que a macaúba, o buriti (M. fexuosa) o pinhão manso (Jatropha curcas) e o babaçu (Ricinus communis), todas nativas, apresentam grande potencial, só não sendo mais produtivas que o dendê, o qual ainda tem a vantagem de apresentar baixo custo de produção (custa cerca de um terço do óleo diesel europeu). Todavia, o conhecimento sobre a cultura das nativas ainda é incipiente e a tecnologia para utilização precisa de muitos estudos para ser mais viável economicamente. Ao contrário, as exóticas são mais conhecidas, suas culturas já são dominadas agronomicamente e existem muitos estudos publicados.
A mamona, além de ser menos produtiva do que todas essas nativas, possui muitas exigências de solo (irrigação e adubação), o que causa muitas modificações sérias no ambiente, não sendo, portanto a mais indicada para a região Nordeste e Caatinga. Seria mais eficiente utilizar o pinhão manso, que é mais adaptado ao semi-árido nordestino. O pequi também poderia ser uma boa opção pela alta produtividade, mas não deve ser viável economicamente, já que é uma arbórea de crescimento lento.
Substituir o que resta dos biomas brasileiros por monoculturas de plantas exóticas, existindo altos potenciais nativos, não parece ser a estratégia mais eficiente para levar o Brasil à independência ao petróleo e contribuir para o controle das mudanças climáticas e para a preservação ambiental. Talvez a melhor saída seja estimular os sistemas agro-florestais a consorciar plantas nativas e exóticas, de modo a estimular a pesquisa com plantas nativas para que estas sejam mais exploradas na produção de biocombustíveis.

REFERÊNCIAS

ENERGIA, RECURSOS NATURAIS E APRATICA DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL, Lineu B. dos Reis, Eliane A. Amaral Fadigas e CLÁUDIO Elias CARVALHO – Baueri, SP;
Manole , 2005.

ANEEL, Atlas de Energia http://www.aneel.gov.br/

EPE, Balanço Energético Nacional 2009 http://www.epe.gov.br/

http://www.mme.gov.br/

Biomassa

Biomassa
Thiago Alexandre de Andrade Costa (COSTA, T.A.A.)

Do ponto de vista energético, biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica que pode ser utilizada na produção de energia, sendo uma forma indireta de energia solar, uma vez que essa é convertida em energia química pela fotossíntese. A quantidade de biomassa existente é da ordem de dois trilhões de toneladas, ou seja, 400 toneladas per capita ou ainda a 3.000 EJ por ano (RAMAGE; SCURLOCK, 1996).
O aproveitamento da biomassa pode ser feito por meio da combustão direta (com ou sem processos físicos de secagem, classificação, compressão, corte/quebra etc.), de processos termoquímicos (gaseificação pirólise, liquefação e transesterificação) ou de processos biológicos (digestão anaeróbia e fermentação).
É fácil pensarmos na biomassa com certo preconceito, principalmente frente a um contexto de preocupação ambiental. Essa realidade e a falta de informações oficiais se devem a sua utilização por países pobres e setores menos desenvolvidos, sua fonte dispersa e a sua associação indevida a problemas de desflorestamento e desertificação.
Embora de eficiência reduzida, seu aproveitamento por ser feito diretamente por intermédio da combustão em fornos e caldeiras, no qual tecnologias de conversão mais eficientes, como o acoplamento de sistemas de gaseificação e a integração de pirólise às turbinas a gás ou a co-geração (utilização de resíduos agrícolas e florestais, por exemplo), estão sendo aplicadas principalmente para diminuir os impactos socioambientais e ainda aumentar a eficiência na produção de energia.
Estima-se que a biomassa possa representar até cerca de 14% de todo o consumo mundial de energia primária, chegando até 48% em países em desenvolvimento, ou até mesmo 60% na África. Segundo Hall House & Scrase (2000) existem dois cenários: o primeiro, divulgado pela Agência Internacional de Energia (AIE) indica que a biomassa ocupará uma menor proporção na matriz energética mundial, com valores de no máximo 11% em 2020, mesmo diante do desenvolvimento e aplicação de tecnologia. Já o segundo cenário mais otimista para esta fonte de energia, prevê, no mínimo, uma estabilização, ou até mesmo um aumento frente ao crescimento populacional, urbanização e melhoria nos padrões de vida (um aumento na qualidade de vida faz com que pessoas passem a usar mais carvão vegetal e lenha, em lugar de resíduos).
No Brasil, o tamanho do território somado a sua localização oferece excelentes condições para a produção e o uso energético da biomassa em larga escala. Além da produção de álcool, queima em fornos, caldeiras e outros usos não-comerciais, a biomassa apresenta grande potencial no setor energético. Em São Paulo, grande parte da biomassa é utilizada na produção do etanol. Já o Paraná e São Paulo são os dois estados brasileiros com maior aproveitamento de resíduos da madeira, oriunda de silvicultura, para a geração de energia elétrica, seguidos de Minas Gerais e Bahia.
Para se ter uma ideia, atualmente, o recurso de maior potencial para geração de energia elétrica no País é o bagaço de cana-de-açúcar. A alta produtividade alcançada pela lavoura canavieira, acrescida de ganhos sucessivos nos processos de transformação da biomassa sucroalcooleira, têm disponibilizado enorme quantidade de matéria orgânica sob a forma de bagaço nas usinas e destilarias de cana-de-açúcar (co-geração), interligadas aos principais sistemas elétricos, que atendem a grandes centros de consumo dos Estados das regiões Sul e Sudeste.
Em alguns Estados brasileiros, principalmente no Amazonas e Pará, verifica-se também a importância de várias plantas para a produção de óleo vegetal, que pode ser queimado em caldeiras e motores de combustão interna, para a geração de energia elétrica e o atendimento de comunidades isoladas do sistema elétrico (FREITAS; DI LASCIO; ROSA, 1996). Outros resíduos agrícolas, como casca de arroz, da casca de castanha de caju (Ceará) e da casca de coco-da-baía, também apresentam grande potencial no setor de geração de energia elétrica. Para a casca de arroz destacam-se o Rio Grande do Sul, Mato Grosso e Maranhão.
Na década de 70 a madeira como fonte primária de energia passou a ser suplantada pelo petróleo e, em seguida, pela hidrelétrica. A participação da madeira no balanço energético brasileiro veio decrescendo ao longo do tempo, sobretudo porque houve um incentivo maior para o uso de derivados de petróleo, para atendimento das novas demandas energéticas. Nos últimos dez anos, contudo, pode-se constatar uma forte reversão nessa tendência. Talvez um reflexo da incerteza quanto à oferta de outras fontes e, sobretudo, pelas vantagens econômicas e oportunidades ambientais e estratégicas oferecidas pelo uso da madeira como fonte de energia. O volume de madeira atualmente consumido para energia é da ordem de 220 milhões de metros cúbicos anuais, segundo fontes oficiais ligadas à área de energia (MINISTÉRIO, 2007). No consumo energético da madeira para energia, a produção de carvão vegetal se destaca, em decorrência da demanda existente pelo produto junto ao setor siderúrgico. O Brasil, por exemplo, é o maior produtor mundial de aço produzido com o emprego do carvão vegetal para fins de Redução do Minério de Ferro.
A aplicação da biomassa para a geração de energia tem aumentado, tanto em países desenvolvidos como em países em desenvolvimento. Entre outras razões, estão a busca de fontes mais competitivas de geração e a necessidade de redução das emissões de dióxido de carbono. Do ponto de vista técnico-econômico e socioambiental, os principais entraves ao maior uso da biomassa na geração de energia elétrica são: baixa eficiência termodinâmica das plantas; custos altos de produção e transporte; e uma maior necessidade de gerenciamento do uso e ocupação do solo (CORTEZ; BAJAY; BRAUNBECK, 1999). Conquanto estes problemas podem ser resolvidos com o surgimento de novas tecnologias e incentivos instituídos pelas políticas do setor elétrico.
Como podemos conferir, a imagem e utilização da biomassa estão mudando devido à mensuração mais acurada do seu uso, desenvolvimento de tecnologias eficientes de evolução e o reconhecimento das vantagens ambientais do uso racional da biomassa, principalmente no que se refere ao controle das emissões de gás carbônico e enxofre (ROSILLO CALLE; BAJAY; ROTHMAN, 2000). Além disso, o uso da biomassa tende a promover o desenvolvimento de regiões menos favorecidas economicamente, por meio da criação de empregos e da geração de receita, reduzindo o problema do êxodo rural e a dependência externa de energia. Sendo assim, em um cenário, a médio e longo prazo, de exaustão dos recursos não-renováveis, o uso da biomassa poderá ser melhor aproveitado, além do que já vem sendo feito hoje, na geração de energia elétrica em sistemas de co-geração e no suprimento de eletricidade para demandas isoladas da rede elétrica.

Fontes:
ATLAS - biomassa
O Uso Energético da Madeira — José Otávio Brito

ENERGIA NUCLEAR

Prezados colegas, Saudações

Começo esse pequeno comentário explicando que a energia nuclear consiste no uso controlado das reações nucleares para a obtenção de energia para realizar movimento, calor e geração de eletricidade. Alguns isótopos de certos elementos apresentam a capacidade de, através de reações nucleares, emitirem energia durante o processo. Baseia-se no princípio (demonstrado por Albert Einstein) que nas reações nucleares ocorre uma transformação de massa em energia. A reação nuclear é a modificação da composição do núcleo atômico de um elemento, podendo transformar-se em outro ou em outros elementos. Esse processo ocorre espontaneamente em alguns elementos; em outros deve-se provocar a reação mediante técnicas de bombardeamento de nêutrons ou outras. Só que o uso dessa energia é assunto para intensas discussões entre cientistas e a população. Segundo Carlos Feu Alvim, Frida Eidelman, Olga Mafra e Omar Campos Ferreira, da Organização da Sociedade Civil de Interesse Público, Economia e Energia, defendem o seu uso afirmando que o custo da geração nuclear é competitivo com o da geração a partir dos derivados de petróleo e com o gás natural, e que o risco de acidentes deve ser comparado com os demais ciclos de combustíveis. Quanto aos resíduos, afirmam que a “solução do problema não apresenta dificuldades tecnológicas, sendo uma questão de decisão política e de aceitação pública”. Para eles, “certamente” a energia nuclear faz parte do futuro energético brasileiro. Mas a situação não parece tão simples assim, pois, segundo o relatório preparado para o Greenpeace Internacional, o combustível descartado, altamente radioativo, geralmente é armazenado com resfriamento contínuo. Se o resfriamento falhar, poderia haver um grande vazamento de radioatividade, bem mais grave do que o do acidente em Chernobyl, em 1986, sem contar que os reatores não podem ser suficientemente protegidos contra uma ameaça terrorista. Há diversos cenários, como a colisão de um avião com o reator que poderia causar um acidente grave; Impactos das mudanças climáticas, como enchentes, elevação do nível do mar e estiagem extrema, aumentam seriamente os riscos de um acidente nuclear. Sem contar que um grande acidente em um reator de água leve. (a grande maioria dos reatores em operação no mundo utilizam esta tecnologia) pode levar à liberação de radioatividade equivalente a centenas de vezes o que foi liberado em Chernobyl, é cerca de mil vezes o que é liberado por uma arma de fissão nuclear. A remoção da população pode se tornar necessária para grandes áreas (de até 100.000 km2). O número de mortes por câncer poderia exceder um milhão de casos. Essas dúvidas provocam uma grande insegurança em toda população, que na maioria das vezes não têm fundamentação teórica suficiente para opinar e contribuir para o avanço dessa fonte alternativa de energia, um exemplo bem próximo é a construção de Angra 3, que possivelmente levantará vários questionamentos sobre sua segurança mas, Carley Martins, professor do Departamento de Física Nuclear e Altas Energias da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), afirma que “não há riscos significativos para a população de Angra dos Reis decorrentes da construção de uma nova usina”, pois “a tecnologia existente permite reduzir a valores desprezíveis a probabilidade de ocorrência de falhas graves no núcleo, nos sistemas de controle e de operação dos reatores”. Para muitos estudiosos no ramo de energia o Brasil tem que investir em energias renováveis, pois, os padrões atuais de exploração, são baseados em fontes fósseis, aumentando assim significativamente a emissão de poluentes na atmosfera. Mas e a decisão a respeito do futuro da energia nuclear não pode ser deixada unicamente aos cientistas: é um processo que “requer o debate e a participação ampla dos cidadãos”, afirma Ignacy Sachs.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Energia Nuclear em um Cenário de 30 Anos — Carlos Feu Alvim, Frida Eidelman, Olga Mafra e Omar Campos Ferreira

Controle e a Segurança dos Reatores Nucleares — Carley Martins

Perigos dos Reatores Nucleares — Riscos na Operação da Tecnologia Nuclear no Século 21 — Helmut Hirsch, Oda Becker, Mycle Schneider e Antony Froggatt

Riscos na operação da tecnologia nuclear no século 21:Relatório preparado para o Greenpeace Internacional