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Combustíveis Luís Carlos Resnauer Luis Carlos Resnauer
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Classificação dos combustíveis
Fósseis - Petróleo - Carvão Mineral - Gás Natural Renováveis - Álcool - Biodiesel - Biogás Alternativos - Energia Solar - Energia Eólica - Célula combustível a hidrogênio - Energia Nuclear Luís Carlos Resnauer
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Formação dos Combustíveis - Ciclo do Carbono
Luís Carlos Resnauer
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Formação dos combustíveis
Vegetais absorvem água e CO2 Insolação Processos bioquímicos (fotossíntese) Formação de carboidratos, lipídios, proteínas Luís Carlos Resnauer
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Combustíveis Fósseis Formados a milhões de anos
Origem: organismos vivos (animais e plantas) Processos: microbiológicos termofísicos compressão aquecimento ausência O2 Composição: moléculas de hidrocarbonetos Luís Carlos Resnauer
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Petróleo Mistura de diversos hidrocarbonetos com massa molar (MM) diferentes. Destilação fracionada Frações leves ( Tebul) - GLP Frações médias – nafta, gasolina, querosene Frações pesadas – óleos Frações muito pesadas - asfaltos Luís Carlos Resnauer
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Destilação Luís Carlos Resnauer
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Vantagens e Desvantagens
Maior facilidade de transporte ser líquido; As indústrias estão adaptadas para este tipo de combustível; Obtenção de inúmeros produtos derivados; Domínio da tecnologia para exploração e refino. Desvantagens: É um recurso esgotável; Libera dióxido de carbono na atmosfera, poluindo o ambiente e colaborando para o aumento da temperatura da Terra. Luís Carlos Resnauer
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Carvão Mineral Originado a partir do soterramento e da decomposição de material vegetal. Apresenta teores variados de enxofre, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. 4 tipos: turfa, linhito, hulha e antracito (teor crescente de carbono) Subprodutos: coque e alcatrão de hulha Luís Carlos Resnauer
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Formação do Carvão mineral
Luís Carlos Resnauer
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Vantagens e Desvantagens
Domínio da tecnologia de aproveitamento; Facilidade de transporte e distribuição. Desvantagens: Influencia na formação da chuva ácida devido à liberação de poluentes como dióxido de carbono (CO2) e enxofre (SO2) e óxidos de nitrogênio durante a combustão. Luís Carlos Resnauer
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Gás Natural Composição: hidrocarbonetos leves (70% CH4)
Densidade menor que 1 (mais leve que o ar) Usos: doméstico, industrial (termoelétricas) e transporte (GNV) Combustão: produz 30% menos CO2 que petróleo e 45% menos CO2 que carvão Luís Carlos Resnauer
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Vantagens e Desvantagens
Baixo impacto ambiental; Facilidade de transporte e manuseio; Segurança Pode ser fonte de hidrogênio para células combustíveis. Desvantagens: É uma fonte de energia não renovável; Difícil de ser liquidificado Algumas jazidas estão associadas a mercúrio. Luís Carlos Resnauer
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Combustíveis renováveis
Formado a partir de biomassa Álcool – fermentação de açúcares Fontes: cana-de-açúcar, beterraba, milho Biodiesel – reação química entre óleo e álcool Fontes: plantas oleaginosas (soja, mamona, pinhão manso, sebo animal, etc.) Luís Carlos Resnauer
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Álcool combustível (etanol)
1ª Geração: fermentação de solução de açúcares Menor poder calorífico que gasolina devido à presença de um átomo de oxigênio na molécula. Anidro (99,3º) – misturado na gasolina Hidratado (92,6º) – álcool combustível Luís Carlos Resnauer
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Álcool combustível (etanol)
2ª Geração: obtido a partir da celulose Aproveitamento de resíduos agrícolas Hidrólise (ácida ou enzimática) da celulose, liberando açúcares. Processo fermentativo: idêntico ao etanol de 1ª geração Luís Carlos Resnauer
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Vantagens e Desvantagens
Originário de fontes renováveis A biomassa fixa o CO2 Reduz a emissão de poluentes Desvantagens Produção depende de condições ambientais Queima parcial produz aldeídos Produção de álcool gera subprodutos tóxicos (vinhoto) Luís Carlos Resnauer
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Biodiesel Ésteres de ácido graxos
Obtenção: reação química entre lipídios com um álcool na presença de um catalisador. Pode ser utilizado puro (B100) ou em misturas com o diesel de petróleo (BXX) Luís Carlos Resnauer
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Produção de Biodiesel Reação de transesterificação
FAME – fatty acid methyl ester (éster metílico de ácido graxo) Catalisador: ácido ou básico Luís Carlos Resnauer
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Vantagens e Desvantagens
Fonte renovável Alto ponto de fulgor: segurança no manuseio Diminuição na emissão de poluentes A biomassa fixa CO2 Desvantagens Subproduto: glicerina (excesso) Depende de condições ambientais Competição com alimentos Luís Carlos Resnauer
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Energia Solar Captação de energia luminosa e transformação em energia utilizável. Aquecimento de água – aquecedores solares Produção de eletricidade – células eletrovoltaicas Luís Carlos Resnauer
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Vantagens e Desvantagens
Pouco poluente Fonte adequada para locais isolados Baixa manutenção Desvantagens Custo de fabricação dos painéis Custo de produção de energia elétrica Variação na produção de energia devido a fatores ambientais Luís Carlos Resnauer
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Energia Eólica Energia que provém do vento
Utilização de turbinas de vento (aerogeradores) Parques eólicos: regiões com alta incidência de ventos. Aerogerador: 100 m de altura Capacidade de geração: 5 MW 45 parques eólicos no Brasil (~ 800 MW) Luís Carlos Resnauer
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Vantagens e Desvantagens
Fonte de energia grátis Não poluente (poluição visual) Baixo custo de manutenção Desvantagens: Custo de produção elevado Poluição sonora e visual nas proximidades Necessidade de ventos constantes com velocidade média Luís Carlos Resnauer
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Energia Nuclear Energia liberada quando da fissão de um átomo
Einstein: massa se transforma em energia E = m.c2 Liberação controlada de energia aquece água em sistema fechado e essa água aquece sistema de produção de vapor Luís Carlos Resnauer
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Energia Nuclear Fissão do átomo de urânio pelo bombardeamento de nêutrons. 1000 reações possíveis Luís Carlos Resnauer
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Vantagens e Desvantagens
Não empregar combustíveis fósseis Menor área, quando comparado a hidrelétricas Não depende de variações climáticas Desvantagens Produção de resíduos radioativos, que demoram muito tempo para se neutralizarem. Acidentes provocam contaminações em grandes áreas Luís Carlos Resnauer
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Célula Combustível Célula eletroquímica que converte energia química em elétrica. Reagentes são hidrogênio (anodo) e oxigênio (catodo) Produto: H2O Conversão: > 90% Luís Carlos Resnauer
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Célula Combustível Células PEM (proton exchange membrane) – baixa temperatura (< 250 ºC) Membrana polimérica que transporta prótons Luís Carlos Resnauer
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Vantagens e Desvantagens
Conversão > 90% da energia do combustível Produção pode ser feita junto ao consumidor Produção de vapor quente (co-geração) Baixa emissão, silencioso Desvantagens Hidrogênio não é fonte primária de energia Alto consumo de energia para produção de H2 Alto custo de catalisadores Elevada pureza da fonte de hidrogênio Luís Carlos Resnauer
