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TECNOLOGIAS DE
CONVERSÃO ENERGÉTICA
DA BIOMASSA
OS INSTRUTORES DO CURSO
Electo Eduardo Silva Lora
Doutor pela Universidade Técnica de São Petersburgo,
atualmente é professor da Universidade Federal de Itajubá e
Coordenador do Núcleo de Excelência em Geração Térmica e
Distribuída – NEST da UNIFEI. Especialista em geração
termelétrica, cogeração, combustão e controle da poluição,
tem publicado mais de 100 artigos em periódicos e anais de
eventos. Tem orientado 4 teses de Doutorado e 8 dissertações
de Mestrado sobre temas de energia e ambiente. È autor de 7
livros.
Edgardo Olivares Gómez
Doutor pela Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP e
atualmente professor da Universidade Federal de Itajubá. Atua
nas áreas de Combustão, Gaseificação e Pirólise da Biomassa, e
obtenção de biocombustíveis sintéticos. Têm publicado mais
de 12 artigos em periódicos nacionais e internacionais de
reconhecida qualidade científica, tais como Energy Conversion
and Management, International Sugar Journal e Fuel
Processing Technology, assim como mais de 30 trabalhos em
congressos nacionais e internacionais. È autor de 3 capítulos do
livro Tecnologias de Conversão Energética da Biomassa na sua
1ª e 2ª edição, editado pela Universidade Federal da Amazônia UFAM e a Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP (a 2ª
edição em processo final de edição).
OS BENEFICIOS DO CURSO
Melhorar a qualificação e o desempenho profissional de
técnicos envolvidos na área de conversão avançada de energia
e o uso de tecnologias modernas de geração de energia através
da biomassa. O curso leva o intuito de capacitar ao pessoal
técnico para participar da tomada de decisões durante o
projeto, construção, operação e avaliação técnica do
desempenho termodinâmico de instalações industriais e para
participar de programas de pesquisa no tema de conversão
energética da biomassa, considerando-se também os aspectos
ambientais decorrentes da operação destes sistemas.
TECNOLOGIAS DE CONVERSÃO ENERGÉTICA DA BIOMASSA
Busca-se que os participantes compreendam os conceitos,
a importância e a necessidade da utilização mais eficiente
dos combustíveis nas unidades de conversão, assim como
que conheçam as principais ferramentas teóricas e práticas
necessárias ao projeto, à avaliação técnico-ambiental e à
otimização destas unidades. Introduzirem-se no estudo
dos novos e avançados conceitos em caracterização e
sistemas de pré-tratamento da biomassa e de produção de
combustíveis de segunda e terceira geração, assim como
abordar os fundamentos científicos e técnicos relacionados
com modos diretos e indiretos de redução do teor de
alcatrão e de material particulado no gás sintético da
gaseificação da biomassa.
Abrir um importante espaço de discussão acerca dos impactos
ambientais produzidos durante a operação de unidades de
conversão de energia que utilizam combustíveis fósseis e
renováveis e estão baseadas em conceitos convencionais e
avançados.
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biomassa pela rota da gaseificação. O conceito de
biorefinaria fundamentado na produção conjunta e
integrada de bioenergia e biomateriais é também discutido.
Abordam-se também os principais aspectos técnicoeconômicos e ambientais das tecnologias em discussão.
O curso está direcionado principalmente para engenheiros
e técnicos que trabalham diretamente vinculados com o
projeto e a operação de sistemas de conversão de energia,
sejam caldeiras de vapor, sejam motores térmicos
primários de quaisquer tipos, sejam sistemas ou reatores
químicos de conversão pertencentes aos mais variados
segmentos da indústria moderna, tais como, usinas de
açúcar e álcool, celulose e papel, centrais termelétricas, e
refinarias de petróleo, dentre tantas outras.
Criar um ambiente de intercâmbio de conhecimentos entre
os participantes do curso e oportunidades informais de
relacionamento.
O CURSO
O curso de cinco dias de duração pretende criar um
ambiente de discussão acerca das principais tecnologias de
conversão energética da biomassa, tanto aquelas inseridas
em sistemas convencionais e tradicionais quanto àqueles
conceitos mais modernos e avançados de conversão.
Inicialmente são discutidos os principais aspectos
relacionados com a disponibilidade e os impactos da
produção e uso de biomassa para energia, assim como a sua
caracterização físico-química, granulometrica, de forma e
energética, além de métodos e protocolos metodológicos
para a determinação destas propriedades. Neste caso são
também considerados os métodos para o manuseio,
transporte, e pré-tratamento final da biomassa. Em relação
às tecnologias de conversão abordam-se aspectos teóricos
da combustão, da gaseificação, da pirólise, do processo de
transesterificação para produzir biodiesel pela rota direta de
conversão de triglicerídeos em ésteres, além de outras
tecnologias convencionais e moderno-avançadas para a
conversão da biomassa. Apresenta-se a tecnologia
biofermentativa para produzir biogás e etanol, fazendo-se
sempre maior ênfase nos processos, seus fundamentos
teóricos e práticos, estado atual da tecnologia no Brasil e no
mundo, principais parâmetros operacionais e critérios de
operação e projeto, plantas pilotos, comerciais e
demonstrativas, expectativas para estas tecnologias,
principais gargalos e barreiras tecnológicas, dentre outros
aspectos de interesse. Discutem-se os principais aspectos
teóricos e práticos da produção e uso dos biocombustíveis
sintéticos de segunda e terceira geração, a tecnologia BTL ou
Biomass to Liquid, a síntese Fischer-Tropsch, a síntese do
metanol e da amônia, e a produção de hidrogênio a partir da
O Núcleo de Excelência em Geração Termelétrica e
Distribuída - NEST
Foi criado em 7 de março de 1998, e pertence ao Instituto
de Engenharia Mecânica da UNIFEI. É considerado um dos
grupos de excelência apoiados pela CEMIG. Atualmente o
NEST é composto de mais de 30 pesquisadores, dos quais 7
são Doutores, 7 Mestres e 5 professores. As principais linhas
de pesquisa do grupo são: Geração Termelétrica e
Cogeração, Turbinas a Gás e a Vapor, Tecnologias para a
Geração Distribuída (motores de combustão interna,
microturbinas, motores Stirling e células a combustível),
Uso Energético da Biomassa (combustão e gaseificação),
Bio-metanização de resíduos (vinhaça e lixo), Refrigeração
e Ar Condicionado, Modelagem e Diagnostico de Processos
Térmicos, Análise de Ciclo de Vida e Aspectos Ambientais
do Uso da Energia.
O NEST possui 6 laboratórios: Turbinas a gás e gaseificação
de biomassa, Sistemas térmicos a vapor e diesel, Sistemas
avançados de geração distribuída, Refrigeração e ar
condicionado, Simulação de processos e sistemas térmicos
e Laboratório de treinamento de operadores de centrais
INFORMAÇÕES
FUPAI - Fundação de Pesquisa e Assessoramento à Indústria - (35) 3629-3500
NEST - Núcleo de Excelência - em Geração Termelétrica e Distribuída – IEM/UNIFEI - (35) 3629-1355, [email protected]
TECNOLOGIAS DE CONVERSÃO ENERGÉTICA DA BIOMASSA
termelétricas em simuladores. Nos 8 anos de existência do
NEST os professores integrantes do grupo orientaram 21
dissertações de mestrado, 3 teses de doutorado e 3 posdoutorados. Atualmente estão em andamento 17
dissertações de mestrado e 11 teses de doutorado. Neste
período foram publicados 15 artigos em revistas
internacionais e 8 livros. Com relação a projetos de P&D, já
foram concluídos 8 e 14 estão em execução, sendo os
principais parceiros: CEMIG, FINEP, CNPq, CENPES,
Bandeirante, Tractebel Energia, Petrobras e CPFL.
Uma das atividades mais importantes do NEST são os cursos
de extensão nas suas temáticas da atuação. Até o momento
foram ministrados 79 cursos para um total de mais de 1500
alunos. Alem disso o NEST tem colaboração com varias
universidades estrangeiras tais como Cranfield University, a
Universidade de Delft, a Universidade Técnica de Dinamarca,
a Universidade Nacional Politécnica de Odessa, a
Universidade Politécnica de Havana, a Universidade de Porto
e outras, visando o intercambio de conhecimentos científicos
e tecnológicos.
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14:00 – 18:00 hrs
Caracterização e pré-tratamento da biomassa
Métodos para o manuseio, transporte e pré-tratamento final
da biomassa. Caracterização dos biocombustíveis primários
e finais: caracterização físico-química, granulométrica, pela
forma das partículas e energética, o poder calorífico, o teor
de umidade, de impurezas e de cinzas. Adequação da
granulometria, moinhos e sistemas de classificação
mecânicos e pneumáticos, sistemas de densificação
(briquetadeiras e peletizadoras). Adequação da umidade da
biomassa ao processo de conversão (secadores). Sistemas de
transporte e alimentação de biomassa aos reatores de
conversão. Introdução aos métodos termo-analíticos para os
biocombustíveis. Normas e protocolos de ensaios das
propriedades.
2º Dia:
08:00 – 12:00 hrs
As principais tecnologias de conversão energética da
biomassa
Apresentação dos conceitos gerais sobre as tecnologias e
processos de conversão de formas diferentes de energia.
Processos termoquímicos (combustão, gaseificação,
pirólise e liquefação). Processos bioquímicos (fermentação
e biodigestão). Processos de extração e transesterificação
(produção de óleos vegetais e biodiesel). Hidrogênio
renovável a partir da biomassa. Obtenção de produtos
químicos e biocombustíveis a partir do gás de síntese. Os
processos de obtenção de metanol, amônia e
hidrocarbonetos a partir da biomassa. O conceito de
biorefinaria.
14:00 – 18:00 hrs
PROGRAMA DO CURSO (Duração 40 horas)
1º Dia:
08:00 – 12:00 hrs
Disponibilidade e impactos
A fotossíntese. Produção de biomassa (biomassas
lignocelúlósicas, oleginosas, produtoras de açúcares, de
amido, e de fibra). Fatores que influenciam na sua
produtividade (clima, solo e tecnologias). Disponibilidade,
potencial, e os impactos da produção e uso de grandes
quantidades de biomassa para energia. A biomassa no
contexto do Balanço Energético Nacional Brasileiro e do
mundo. Sistemas bioenergéticos. A sustentabilidade dos
sistemas bioenergéticos. A biomassa e a mitigação do
efeito estufa. O protocolo de Kyoto e os créditos de
carbono. O papel da biomassa no contexto do protocolo.
Biodiesel
Tipos e composição dos óleos vegetais. Programas de
biodiesel no mundo e no Brasil. Craqueamento térmico.
Transesterificação (via metílica e etílica). Tecnologia e
operação de uma planta de biodiesel moderna. Padrões de
qualidade do biodiesel. Custos. Utilização do biodiesel em
motores de combustão interna e turbinas a gás.
Desempenho térmico e emissões. Análise do ciclo de vida
da produção de biodiesel de palma de azeite e mamona.
3º Dia:
08:00 – 12:00 hrs
Combustão
Fundamentos teóricos. Excesso e distribuição do ar de
INFORMAÇÕES
FUPAI - Fundação de Pesquisa e Assessoramento à Indústria - (35) 3629-3500
NEST - Núcleo de Excelência - em Geração Termelétrica e Distribuída – IEM/UNIFEI - (35) 3629-1355, [email protected]
TECNOLOGIAS DE CONVERSÃO ENERGÉTICA DA BIOMASSA
combustão. Ar primário e secundário. Fogões domésticos.
Fornalhas. Caldeiras a biomassa: balanço térmico e
eficiência. Controle das emissões gasosas e do material
particulado em caldeiras a biomassa. Integração em
centrais térmicas de cogeração. Estudo de caso da
cogeração em usinas de açúcar e álcool. Motores Stirling
acoplados a fornalhas.
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biohidrocarbonetos (biogasolina e biodiesel).
Fundamentos da cinética do processo F-T. Produção de
metanol, dimetil-eter, amônia, e hidrogênio a partir da
biomassa. Principais rotas tecnológicas. Especificação e
tratamento do gás de síntese. Uma biorefinaria - produção
conjunta de bioenergia e biomateriais a partir da
biomassa. Integração das plantações energéticas e das
biorefinarias.
14:00 – 18:00 hrs
5º Dia:
08:00 – 12:00 hrs
Gaseificação
Fundamentos teóricos da gaseificação de biomassa.
Principais reações de gaseificação, parâmetros, agentes de
gaseificação e características da biomassa. Principais
tecnologias de gaseificação. Composição do gás obtido
(“syngas”, gás de síntese primário, ou gás sintético).
Requerimentos de qualidade do gás e adequação.
Integração dos sistemas de gaseificação de biomassa com
motores de combustão interna e turbinas a gás em
pequena e grande escala. Problemas da integração com
células a combustível. Histórias de sucesso.
4º Dia:
08:00 – 12:00 hrs
Pirólise e Liquefação
Transformações químicas dos componentes da biomassa.
Fundamentos físico-químicos e da cinética da pirólise de
materiais lignocelulósicos. Mecanismos de reação para a
pirólise de materiais orgânicos individuais (celulose,
hemicelulose e lignina) e complexos (a biomassa).
Produtos da pirólise dos componentes da biomassa.
Estudos dos mecanismos de pirólise através da análise
termogravimétrica da biomassa. Tipos de processos,
tecnologias e reatores de pirólise. O processo tradicional
de carbonização e as retortas de carbonização. Conceitos
avançados de pirólise: a pirólise rápida, flash pirólise, a
vácuo, e hidropirólise. Rendimento e caracterização dos
produtos. Melhoramento dos produtos da pirólise.
Tratamento com zeolitas e hidrogênio Aspectos
econômicos e de mercado para os produtos da pirólise
avançada. Casos de estudo sobre plantas de pirólise em
operação. Tendências e desafios para a pirólise avançada
no mundo. A tecnologia de liquefação: fundamentos e
aplicações.
14:00 – 18:00 hrs
Biogás
Fundamentos biológicos da produção de biogás.
Substratos. Potencial de produção de biogás no Brasil.
Fatores que influenciam o processo de biodigestão.
Tratamento e uso do biogás (motores, microturbinas e
caldeiras), Aterros sanitários. Casos de estudo de
biodigestores em operação.
14:00 – 18:00 hrs
Bioetanol
Propriedades do etanol. Matérias primas para a produção
do etanol. Aspectos técnicos e econômicos. O processo de
fermentação. Microbiologia: parâmetros e indicadores.
Destilação e separação. Etanol a partir da celulose.
Melhorias da eficiência do processo de produção de
etanol. Tratamento e disposição das vinhaças. Integração
energética das destilarias. Análise do ciclo de vida da
produção e uso do etanol a partir da cana-de-açúcar.
BIBLIOGRAFIA PRINCIPAL DO CURSO
Nogueira, L.A.H., Lora, E.E.S., Dendroenergia:
Fundamentos e aplicações, 2da Edição, Editora
Interciência, 2003.
Tecnologias de Conversão Energética da Biomassa,
Coordenadores: Cortez, L.A.B., Lora, E.E.S., 2da Edição,
Editora da Unicamp, 2007.
TAXAS
Valor: Consultar a Fupai.
INCLUSO: Material didático e certificado do curso, Coffee
break e jantar de confraternização.
Biocombustíveis pela rota BTL
Biocombustíveis de primeira, segunda e terceira geração a
partir da biomassa. Tecnologias BTL – “Biomass to Liquid”.
Síntese de Fischer-Tropsh (F-T ). Produção de
www.nest.unifei.edu.br
INFORMAÇÕES
FUPAI - Fundação de Pesquisa e Assessoramento à Indústria - (35) 3629-3500
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