Caracterização termoquímica e energética das espécies florestais do Jardim Botânico da UTAD

• Autor(a) principal: Teixeira, Bruno Manuel Mendes
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10348/11000
• topic: Biomassa Florestal; Caracterização Termoquímica

A dominância do petróleo, aliada aos sucessivos problemas sociais, económicos e ambientais, desencadeou uma procura por fontes alternativas de energia, com preferência pelo carácter renovável e pelo ambientalmente limpo. Como consequência, torna-se imprescindível conhecer as tecnologias, bem como as matérias-primas que podem ser convertidas, através dessas tecnologias, em energia útil. Neste trabalho, cujo objetivo principal consistia na Caracterização Termoquímica e Energética de 250 espécies florestais existentes no Jardim Botânico da Universidade de Trásos-Montes e Alto Douro, procurou-se entender a dimensão do potencial de diferentes variedades de biomassa florestal, bem como, evidenciando, o conhecimento e a relevância deste laboratório vivo. As espécies analisadas de biomassa florestal foram muito diversas, que posteriormente foram divididas em três grupos, (resinosas, folhosas perenifólias e folhosas caducifólias), sendo estes os principais grupos de biomassa que predominam no nosso território. As análises e ensaios experimentais em torno da biomassa recolhida, suportados pelas Normas ISO aplicáveis a cada processo de análise, foram realizadas no Laboratório de Ciências Térmicas e Sustentabilidade da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro. De modo a compreender as propriedades da biomassa florestal, foi necessário efetuar a recolha das amostras no terreno, sendo devidamente identificadas e etiquetadas, passando por um processo de secagem e posterior trituração. Cada espécie florestal foi caracterizada através dos resultados obtidos de um conjunto alargado de análises e ensaios experimentais: secagem e energia necessária para o processo, análise imediata, análise química elementar e análise calorimétrica. Nos ensaios de secagem obtiveram-se as curvas de secagem, que permitiu determinar o coeficiente de difusão, durante o processo de secagem, com recurso ao modelo de Langmuir. Através da análise imediata determinaram-se os teores de humidade, de cinzas, de matéria volátil e de carbono fixo. Através da análise química elementar foi possível determinar a composição elementar da biomassa, com a determinação dos teores presentes de carbono, de oxigénio, de hidrogénio, de enxofre e de azoto. Na análise calorimétrica foi determinado o poder calorífico superior (PCS) e consequentemente o poder calorífico inferior (PCI). Após a secagem inicial da biomassa em ambiente controlado, a análise imediata permitiu concluir que as espécies folhosas caducifólias apresentam o menor valor médio de teor de humidade com 9,47%, embora apresentem um teor médio de cinzas superior em cerca de 30%, ao apresentado pelo grupo das espécies perenifólias. As espécies resinosas são as que apresentam o menor valor médio de cinzas com 1,73%. As folhosas caducifólias apresentam um valor médio do teor de hidrogénio superior em 3,79%, ao apresentado pelas espécies perenifólias. As espécies resinosas apresentam um valor médio do teor hidrogénio de 5,44%. Não foi detetada a presença de enxofre nas amostras estudadas. Da análise calorimétrica, concluiu-se que as espécies resinosas apresentaram melhores resultados médios de poder calorífico inferior (16,61 MJ/kg), enquanto as espécies folhosas apresentaram os valores mais reduzidos (14,90-15,15 MJ/kg). Através do conhecimento experimental, foi possível verificar que não se pode considerar a biomassa florestal como uma matéria homogénea, dada a diversidade das suas características termoquímicas. Este conhecimento, permitiu criar uma base de dados alargada, permitindo um melhor conhecimento das propriedades termoquímicas das diferentes biomassas resultantes de espécies florestais, quando utilizadas em processos de valorização energética, reduzindo, ao mesmo tempo, os impactos ambientais e a dependência dos combustíveis fósseis.