[pt] Na busca por uma energia mais sustentável e equitativa para o futuro, o uso de resíduos de biomassa de ação antrópica surge como fonte de matéria-prima para bio ou termoconversão, economicamente viável e ecologicamente sustentável. Neste sentido, macrófitas aquáticas tornam-se interessantes do ponto de vista de sua valorização a fonte de biomassa para produção de energia. Este estudo teve por objetivo a caracterização completa dos resíduos de podas de wetlands visando avaliar a potencialidade do uso dessas biomassas em processos de bio ou termoconversão. Considerou-se, para esta pesquisa, as biomassas provenientes de resíduos de podas de controle das macrófitas aquáticas Cyperus giganteus, Eichhornia crassipes e Salvinia auriculata, das wetlands de tratamento semi-terciário e terciário, de esgoto sanitário da ETE Ponte dos Leites, localizada no município de Araruama, RJ. As amostras das macrófitas foram submetidas a análises experimentais de suas propriedades físicas, químicas e térmicas, bem como estudo cinético (energia de ativação e fator pré-exponencial), a partir da análise das curvas termogravimétricas, considerando os modelos de Friedman, Kissinger e Ozawa. Além disso, uma avaliação da caracterização das biomassas foi realizada, utilizando-se a metodologia heurística de árvores de estado para propor possíveis rotas tecnológicas de conversão termoquímica e bioquímica das biomassas estudadas. Os resultados do comportamento térmico caracterizaram as biomassas como fonte de energia viável devido ao PCS variar entre 14,88 - 20,61 MJ.kg-1. As análises termogravimétricas confirmaram que as estruturas moleculares das macrófitas (Lignina: 9,99 - 26,83 por cento b.s, Celulose: 9,72 - 32,65 por cento b.s, Hemicelulose: 22,13 - 31,46 por cento b.s) afetam os mecanismos de decomposição térmica. Os rendimentos de processamento da pirólise variaram entre 71,73 por cento a 87,87 por cento, de acordo com a natureza da biomassa e diferentes taxas de aquecimento. Isso mostra a eficácia da técnica adotada na transformação dos resíduos vegetais analisados em matérias-primas para geração de energia, evidenciando o potencial energético das biomassas e confirmando a possibilidade de uso destas como matéria-prima em processos de bio e termoconversão. Com base na caracterização completa dos resíduos de podas de wetlands indica-se: combustão direta para a C. giganteus, biodigestão anaeróbia para a E. crassipes e pirólise para a S. auriculata, como rotas tecnológicas capazes de proporcionar a melhor valorização energética. / [en] In the search for a more sustainable and equitable energy energy for the future, the use of biomass residues from anthropic action arises as valuable source of raw material for bio or thermo-conversion, economically viable and ecologically sustainable. In this sense, aquatic macrophytes become interesting from the standpoint of their valorization as biomass source for energy production.The objective of this study was the fully characterization of wetlands pruning wastes in order to evaluate the use potential of these biomasses in bio or thermal-conversion processes. To this research biomasses of wastes prunning of aquatic macrophytes Cyperus giganteus, Eichhornia crassipes and Salvinia auriculata, from semi-tertiary and tertiary treatment wetlands, from sanitary sewage of the Ponte dos Leites ETP, located in Araruama, RJ, were considered. The macrophyte samples were submitted to experimental analyzes of their physical properties, chemical properties and thermal analysis, as well as a kinetic study (activation energy and pre exponencial factor), starting from the analysis of the thermogravimetric curves, considering Friedman, Kissinger and Ozawa models. Thermal behavior results characterized biomasses as a viable source of energy due to the PCS varying between 14.88 - 20.61 MJ.kg-1. Focused on the use in thermochemical and biochemical conversion processes, analyzes of the bromatological properties confirmed that the molecular structures of macrophytes (Lignin: 9.99 - 26.83 wt percent, Cellulose: 9.72 - 32.65 wt percent, Hemicellulose: 22,13 - 31.46 wt percent, depending on the species analyzed) affect the mechanisms of thermal decomposition. Pyrolysis processing yields vary from 87.87 to 71.73 percent, depending on the nature of the biomass and different heating rates. This shows the effectiveness of the technique adopted in the transformation of the analyzed vegetal residues into raw materials for energy generation, evidencing the energy potential of the biomass and, confirming the possibility of the use of these plants as raw materials in bio or thermo-conversion processes. Based on the fully characterization of wetland pruning wastes, the technological routes capable of providing the best energy recovery were: the direct combustion route for C. giganteus, anaerobic biodigestion for E. crassipes and pyrolysis for S. auriculata.
Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:45666 |
Date | 30 September 2019 |
Creators | ELIANE CRISTINA BRAGA M GONCALVES |
Contributors | FRANCISCO JOSE MOURA |
Publisher | MAXWELL |
Source Sets | PUC Rio |
Language | Portuguese |
Detected Language | English |
Type | TEXTO |
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