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2025-03-01 21:05:30 Nuno Oliveira: Manual git upload.| Utilidades industriais/Equipamentos/Aquecimento solar.md .. | |
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| - | # Aquecimento solar |
| - | |
| - | ### Trabalho Realizado por: |
| + | <!-- |
| + | --- |
| + | title: Aquecimento solar |
| + | author: |
| + | - Diogo Guerreiro |
| + | - João Coutinho |
| + | date: 2019-02-20 |
| + | tags: #utilidades |
| + | --- |
| + | --> |
| - | Diogo Guerreiro, João Coutinho. |
| + | # Aquecimento solar |
| + | - **Autor**: |
| + | - Diogo Guerreiro |
| + | - João Coutinho |
| + | - **Data**: 2019-02-20 |
| + | --- |
| ## Introdução | |
| Utilidades industriais/Fontes de energia.md .. | |
| @@ 1,1 1,1 @@ | |
| - | # Tipos de energias |
| + | # Fontes de energia |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/Biog\303\241s.md .. | |
| @@ 10,38 10,108 @@ | |
| # Biogás | |
| - | - **Autor**: |
| + | - **Autor**: |
| - Linda Carvalho Cosendey | |
| - | - Data: 2024-02-28 |
| + | - **Data**: 2024-02-28 |
| --- | |
| ## 1. Introdução | |
| - | O biogás é uma fonte de energia renovável que tem se destacado como alternativa sustentável para geração de eletricidade, calor e substituição de combustíveis fósseis. Seu processo de obtenção ocorre por meio da digestão anaeróbia de matéria orgânica, resultando em um gás composto majoritariamente por metano e dióxido de carbono. Com uma gama diversificada de aplicações, o biogás pode ser utilizado na cogeração de energia, no setor industrial e até mesmo no abastecimento veicular, reduzindo impactos ambientais e promovendo maior eficiência no uso de resíduos. |
| + | O biogás é uma fonte de energia renovável que tem se destacado como |
| + | alternativa sustentável para geração de eletricidade, calor e |
| + | substituição de combustíveis fósseis. Seu processo de obtenção ocorre |
| + | por meio da digestão anaeróbia de matéria orgânica, resultando em um gás |
| + | composto majoritariamente por metano e dióxido de carbono. Com uma gama |
| + | diversificada de aplicações, o biogás pode ser utilizado na cogeração de |
| + | energia, no setor industrial e até mesmo no abastecimento veicular, |
| + | reduzindo impactos ambientais e promovendo maior eficiência no uso de |
| + | resíduos. |
| + | |
| + | Além de seu potencial energético, a produção e utilização do biogás |
| + | estão alinhadas com estratégias globais de sustentabilidade, |
| + | contribuindo para a mitigação das emissões de gases de efeito estufa e |
| + | para a valorização de resíduos orgânicos. No entanto, apesar de seus |
| + | benefícios, desafios técnicos e econômicos ainda precisam ser superados |
| + | para viabilizar sua adoção em larga escala. Questões como armazenamento, |
| + | transporte, purificação e controle de emissões precisam ser geridas |
| + | adequadamente para garantir a segurança e eficiência do processo. |
| + | |
| + | Dessa forma, este relatório busca apresentar os principais aspectos do |
| + | biogás, abordando sua história, características, processos de produção, |
| + | aplicações industriais e limitações. O objetivo é fornecer uma visão |
| + | abrangente sobre seu potencial como recurso energético, destacando tanto |
| + | suas vantagens quanto os desafios que precisam ser superados para sua |
| + | consolidação como fonte viável e sustentável. |
| - | Além de seu potencial energético, a produção e utilização do biogás estão alinhadas com estratégias globais de sustentabilidade, contribuindo para a mitigação das emissões de gases de efeito estufa e para a valorização de resíduos orgânicos. No entanto, apesar de seus benefícios, desafios técnicos e econômicos ainda precisam ser superados para viabilizar sua adoção em larga escala. Questões como armazenamento, transporte, purificação e controle de emissões precisam ser geridas adequadamente para garantir a segurança e eficiência do processo. |
| - | |
| - | Dessa forma, este relatório busca apresentar os principais aspectos do biogás, abordando sua história, características, processos de produção, aplicações industriais e limitações. O objetivo é fornecer uma visão abrangente sobre seu potencial como recurso energético, destacando tanto suas vantagens quanto os desafios que precisam ser superados para sua consolidação como fonte viável e sustentável. |
| ## 2. História | |
| - | A produção de biogás é conhecida há séculos, mas sua utilização como fonte de energia ganhou destaque apenas nas últimas décadas. Registros indicam que na Índia e na China o biogás já era utilizado para saneamento básico e geração de energia muito antes da crise do petróleo. No Ocidente, no entanto, só teve sua relevância reconhecida após as crises energéticas do século XX, quando fontes alternativas passaram a ser mais exploradas [^1]. |
| - | |
| - | Inicialmente, o biogás era visto apenas como um subproduto da decomposição anaeróbia de resíduos orgânicos, sendo sua produção associada ao tratamento de efluentes. A principal motivação era reduzir a carga orgânica desses efluentes, mitigando impactos ambientais. Entretanto, com a ratificação do Protocolo de Kyoto e a implementação de mecanismos de desenvolvimento limpo (MDL), além do aumento nos custos dos combustíveis convencionais, a geração de biogás passou a ser reconhecida como uma alternativa energeticamente eficiente e ambientalmente viável [^2]. |
| + | A produção de biogás é conhecida há séculos, mas sua utilização como |
| + | fonte de energia ganhou destaque apenas nas últimas décadas. Registros |
| + | indicam que na Índia e na China o biogás já era utilizado para |
| + | saneamento básico e geração de energia muito antes da crise do petróleo. |
| + | No Ocidente, no entanto, só teve sua relevância reconhecida após as |
| + | crises energéticas do século XX, quando fontes alternativas passaram a |
| + | ser mais exploradas [^1]. |
| + | |
| + | Inicialmente, o biogás era visto apenas como um subproduto da |
| + | decomposição anaeróbia de resíduos orgânicos, sendo sua produção |
| + | associada ao tratamento de efluentes. A principal motivação era reduzir |
| + | a carga orgânica desses efluentes, mitigando impactos ambientais. |
| + | Entretanto, com a ratificação do Protocolo de Kyoto e a implementação de |
| + | mecanismos de desenvolvimento limpo (MDL), além do aumento nos custos |
| + | dos combustíveis convencionais, a geração de biogás passou a ser |
| + | reconhecida como uma alternativa energeticamente eficiente e |
| + | ambientalmente viável [^2]. |
| + | |
| + | O desenvolvimento tecnológico permitiu avanços na produção e no |
| + | aproveitamento do biogás, tornando-o uma fonte versátil. Ao longo das |
| + | últimas décadas, consolidou-se como uma solução para reduzir as emissões |
| + | de gases de efeito estufa e promover a transição energética para fontes |
| + | mais sustentáveis [^3]. Sua produção está diretamente alinhada com os |
| + | Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU, contribuindo para |
| + | um futuro mais equilibrado ao permitir a gestão adequada de resíduos e a |
| + | eficiência na utilização de recursos naturais [^4]. |
| + | |
| + | Dessa forma, o biogás emerge como uma alternativa promissora, não apenas |
| + | como fonte renovável de energia, mas também como solução ambiental para |
| + | a gestão de resíduos, destacando-se como uma tecnologia chave para um |
| + | desenvolvimento mais sustentável. |
| - | O desenvolvimento tecnológico permitiu avanços na produção e no aproveitamento do biogás, tornando-o uma fonte versátil. Ao longo das últimas décadas, consolidou-se como uma solução para reduzir as emissões de gases de efeito estufa e promover a transição energética para fontes mais sustentáveis [^3]. Sua produção está diretamente alinhada com os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU, contribuindo para um futuro mais equilibrado ao permitir a gestão adequada de resíduos e a eficiência na utilização de recursos naturais [^4]. |
| - | |
| - | Dessa forma, o biogás emerge como uma alternativa promissora, não apenas como fonte renovável de energia, mas também como solução ambiental para a gestão de resíduos, destacando-se como uma tecnologia chave para um desenvolvimento mais sustentável. |
| ## 3. Características | |
| - | O próprio nome "bio”gás remete à sua origem biológica. Trata-se de um gás gerado pela decomposição de matéria orgânica em ambientes sem oxigênio, um processo conhecido como digestão anaeróbia. Esse fenômeno ocorre naturalmente em locais como pântanos, lagoas, esterqueiras e no trato digestivo de animais ruminantes. Durante essa decomposição, a matéria orgânica é convertida em um gás composto principalmente por metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2), além de pequenas quantidades de hidrogênio (H2), sulfeto de hidrogênio (H2S), nitrogênio (N2), oxigênio (O2), amônia (NH3) e vapor d'água (H2O) [^5]. |
| - | |
| - | A composição exata do biogás depende dos materiais utilizados no processo e das condições em que ocorre a fermentação. O teor de metano pode variar entre 50% e 75%, sendo esse o principal componente responsável pelo poder energético do gás. Já o dióxido de carbono, que pode corresponder a até 50% da mistura, não possui propriedades combustíveis, e sua remoção melhora a eficiência energética do biogás. Por outro lado, o sulfeto de hidrogênio deve ser removido, pois sua presença pode ser corrosiva e prejudicial aos equipamentos [^5] [^6]. |
| - | |
| - | A obtenção do biogás pode ser feita a partir de diversas biomassas, como resíduos agroindustriais, dejetos de animais, resíduos urbanos e subprodutos de processos industriais que envolvem matéria orgânica. Além de gerar energia, a digestão anaeróbia contribui para a gestão sustentável de resíduos, reduzindo seu acúmulo e minimizando impactos ambientais. Outro benefício do processo é a produção de biofertilizantes, que são ricos em nutrientes e podem ser aproveitados na agricultura [^7]. |
| - | |
| - | A composição do biogás pode ser melhor compreendida por meio da Tabela 1, que apresenta as concentrações típicas dos seus principais componentes e suas características químicas [^7] [^8]. |
| + | O próprio nome "bio”gás remete à sua origem biológica. Trata-se de um |
| + | gás gerado pela decomposição de matéria orgânica em ambientes sem |
| + | oxigênio, um processo conhecido como digestão anaeróbia. Esse fenômeno |
| + | ocorre naturalmente em locais como pântanos, lagoas, esterqueiras e no |
| + | trato digestivo de animais ruminantes. Durante essa decomposição, a |
| + | matéria orgânica é convertida em um gás composto principalmente por |
| + | metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2), além de pequenas quantidades de |
| + | hidrogênio (H2), sulfeto de hidrogênio (H2S), nitrogênio (N2), oxigênio |
| + | (O2), amônia (NH3) e vapor d'água (H2O) [^5]. |
| + | |
| + | A composição exata do biogás depende dos materiais utilizados no |
| + | processo e das condições em que ocorre a fermentação. O teor de metano |
| + | pode variar entre 50% e 75%, sendo esse o principal componente |
| + | responsável pelo poder energético do gás. Já o dióxido de carbono, que |
| + | pode corresponder a até 50% da mistura, não possui propriedades |
| + | combustíveis, e sua remoção melhora a eficiência energética do biogás. |
| + | Por outro lado, o sulfeto de hidrogênio deve ser removido, pois sua |
| + | presença pode ser corrosiva e prejudicial aos equipamentos [^5] [^6]. |
| + | |
| + | A obtenção do biogás pode ser feita a partir de diversas biomassas, como |
| + | resíduos agroindustriais, dejetos de animais, resíduos urbanos e |
| + | subprodutos de processos industriais que envolvem matéria orgânica. Além |
| + | de gerar energia, a digestão anaeróbia contribui para a gestão |
| + | sustentável de resíduos, reduzindo seu acúmulo e minimizando impactos |
| + | ambientais. Outro benefício do processo é a produção de |
| + | biofertilizantes, que são ricos em nutrientes e podem ser aproveitados |
| + | na agricultura [^7]. |
| + | |
| + | A composição do biogás pode ser melhor compreendida por meio da Tabela |
| + | 1, que apresenta as concentrações típicas dos seus principais |
| + | componentes e suas características químicas [^7] [^8]. |
| _**Tabela 1.** Composição do biogás_ | |
| @@ 55,48 125,125 @@ | |
| Fonte: Coldebella, 2006 [^7]; Zanette, 2009 [^8]. | |
| + | |
| ## 4. Processos de produção | |
| - | A degradação microbiológica de resíduos orgânicos em um ambiente sem oxigênio molecular resulta na produção de biogás e ocorre em quatro fases distintas. Cada fase envolve grupos fisiológicos específicos de bactérias do domínio Archaea (anaeróbios). Inicialmente, as bactérias fermentativas atuam nas etapas de hidrólise e acidogênese. Em seguida, as bactérias acetogênicas são responsáveis pela acetogênese. Por fim, as bactérias metanogênicas realizam a metanogênese, resultando na formação do biogás [^6]. |
| + | A degradação microbiológica de resíduos orgânicos em um ambiente sem |
| + | oxigênio molecular resulta na produção de biogás e ocorre em quatro |
| + | fases distintas. Cada fase envolve grupos fisiológicos específicos de |
| + | bactérias do domínio Archaea (anaeróbios). Inicialmente, as bactérias |
| + | fermentativas atuam nas etapas de hidrólise e acidogênese. Em seguida, |
| + | as bactérias acetogênicas são responsáveis pela acetogênese. Por fim, as |
| + | bactérias metanogênicas realizam a metanogênese, resultando na formação |
| + | do biogás [^6]. |
| - | A Figura 1 ilustra o esquema geral do processo de produção de biogás, que será detalhado a seguir. |
| + | A Figura 1 ilustra o esquema geral do processo de produção de biogás, |
| + | que será detalhado a seguir. |
|  | |
| _**Figura 1.** Esquema de produção de biogás_ | |
| - | Fonte: Elaborado pelo autor, adaptado de: Rocha e Mendes, 2024 [^6]; Rohstoffe, 2010 [^5]. |
| - | |
| - | ### 4.1 Hidrólise |
| - | A etapa de hidrólise é o primeiro estágio da degradação anaeróbia de resíduos orgânicos e envolve a quebra de macromoléculas em compostos menores e solúveis, facilitando sua absorção pelas bactérias. Nesse processo, as bactérias fermentativas hidrolíticas secretam enzimas extracelulares, conhecidas como hidrolases, que atuam sobre biopolímeros complexos, como polissacarídeos, proteínas, ácidos nucleicos e gorduras. Os polissacarídeos são convertidos em açúcares solúveis, como monossacarídeos e dissacarídeos; as proteínas são degradadas em peptídeos e, posteriormente, em aminoácidos; enquanto os lipídios são transformados em ácidos graxos de cadeia longa (C15 a C17) e glicerol [^9]. |
| - | |
| - | ### 4.2 Acidogênese |
| - | Na fase de acidogênese, as bactérias fermentativas acidogênicas convertem os materiais solúveis provenientes da hidrólise em ácidos gordos voláteis, como os ácidos acético, propiônico e butírico. Além disso, nesse processo ocorrem a produção de dióxido de carbono e hidrogênio, bem como a formação de pequenas quantidades de ácido lático e álcoois. A composição dos compostos sintetizados nessa etapa varia de acordo com a concentração de hidrogênio intermediário presente no meio [^5]. |
| + | Fonte: Elaborado pelo autor, adaptado de: Rocha e Mendes, 2024 [^6]; |
| + | Rohstoffe, 2010 [^5]. |
| - | ### 4.3 Acetogênese |
| - | A etapa de acetogênese é responsável pela conversão dos compostos formados nas fases anteriores em substâncias que possam ser utilizadas pelas bactérias metanogênicas. Nessa fase, ocorre predominantemente a desidrogenação dos ácidos gordos voláteis, resultando na formação de acetato, além da liberação de hidrogênio e dióxido de carbono. Contudo, as bactérias acetogênicas são sensíveis a elevadas concentrações de hidrogênio, sendo essencial que as bactérias metanogênicas consumam esse gás para manter o equilíbrio do processo. Além disso, o hidrogênio e o dióxido de carbono gerados podem reagir entre si, originando mais ácido acético, que também servirá como substrato para a produção final de biogás [^10] [^6]. |
| - | ### 4.4 Metanogênese |
| - | Na etapa final da produção de biogás, ocorre a formação de metano pelas bactérias metanogênicas. Esses microrganismos anaeróbios convertem o hidrogênio, o dióxido de carbono e o ácido acético em metano e dióxido de carbono. No entanto, são extremamente sensíveis a variações ambientais, como temperatura e pH. As bactérias responsáveis pela produção de biogás são predominantemente mesofílicas, funcionando bem em temperaturas entre 35 e 45ºC. Alterações bruscas na temperatura podem comprometer sua sobrevivência, resultando em uma redução significativa na produção de biogás [^11]. |
| + | ### 4.1 Hidrólise |
| + | A etapa de hidrólise é o primeiro estágio da degradação anaeróbia de |
| + | resíduos orgânicos e envolve a quebra de macromoléculas em compostos |
| + | menores e solúveis, facilitando sua absorção pelas bactérias. Nesse |
| + | processo, as bactérias fermentativas hidrolíticas secretam enzimas |
| + | extracelulares, conhecidas como hidrolases, que atuam sobre biopolímeros |
| + | complexos, como polissacarídeos, proteínas, ácidos nucleicos e gorduras. |
| + | Os polissacarídeos são convertidos em açúcares solúveis, como |
| + | monossacarídeos e dissacarídeos; as proteínas são degradadas em |
| + | peptídeos e, posteriormente, em aminoácidos; enquanto os lipídios são |
| + | transformados em ácidos graxos de cadeia longa (C15 a C17) e glicerol |
| + | [^9]. |
| - | De forma geral, as quatro fases da decomposição anaeróbia acontecem simultaneamente dentro de um sistema de um único estágio. No entanto, como cada grupo de bactérias possui condições ambientais específicas, como preferências de pH e temperatura, é necessário encontrar um equilíbrio adequado na tecnologia utilizada para otimizar o processo e garantir sua eficiência [^5]. |
| + | ### 4.2 Acidogênese |
| - | Para ilustrar visualmente os conceitos abordados sobre a produção e utilização do biogás, recomenda-se assistir o vídeo "A Journey into Biogases". O recurso apresenta, de forma objetiva, o processo de geração do biogás e algumas de suas aplicações práticas. Ele está disponível em: [^12]. |
| + | Na fase de acidogênese, as bactérias fermentativas acidogênicas |
| + | convertem os materiais solúveis provenientes da hidrólise em ácidos |
| + | gordos voláteis, como os ácidos acético, propiônico e butírico. Além |
| + | disso, nesse processo ocorrem a produção de dióxido de carbono e |
| + | hidrogênio, bem como a formação de pequenas quantidades de ácido lático |
| + | e álcoois. A composição dos compostos sintetizados nessa etapa varia de |
| + | acordo com a concentração de hidrogênio intermediário presente no meio |
| + | [^5]. |
| - | ## 5. Aplicações industriais |
| + | ### 4.3 Acetogênese |
| - | O biogás possui um significativo potencial energético e pode ser utilizado como alternativa a diversas fontes convencionais de energia. A eficiência de sua conversão em eletricidade e calor depende da composição do biogás, especialmente do teor de metano, que influencia diretamente seu poder calorífico. Em condições normais de pressão e temperatura, o metano puro possui um poder calorífico inferior (PCI) de aproximadamente 9,9 kWh/m³. No entanto, em condições típicas de produção, devido à variação na composição do biogás, com teores de metano entre 50% e 80%, seu PCI pode oscilar entre 4,95 e 7,92 kWh/m³. Isso afeta sua equivalência energética com outros combustíveis e sua aplicabilidade em diferentes processos industriais [^13]. |
| + | A etapa de acetogênese é responsável pela conversão dos compostos |
| + | formados nas fases anteriores em substâncias que possam ser utilizadas |
| + | pelas bactérias metanogênicas. Nessa fase, ocorre predominantemente a |
| + | desidrogenação dos ácidos gordos voláteis, resultando na formação de |
| + | acetato, além da liberação de hidrogênio e dióxido de carbono. Contudo, |
| + | as bactérias acetogênicas são sensíveis a elevadas concentrações de |
| + | hidrogênio, sendo essencial que as bactérias metanogênicas consumam esse |
| + | gás para manter o equilíbrio do processo. Além disso, o hidrogênio e o |
| + | dióxido de carbono gerados podem reagir entre si, originando mais ácido |
| + | acético, que também servirá como substrato para a produção final de |
| + | biogás [^10] [^6]. |
| - | A tabela 2 abaixo apresenta a equivalência energética do biogás em relação a diferentes fontes de energia, conforme valores estimados por diversos autores. Esses valores indicam a quantidade de biogás necessária para fornecer a mesma quantidade de energia que uma unidade de cada combustível listado. A interpretação desses dados é essencial para avaliar o potencial do biogás como substituto de combustíveis convencionais. |
| + | ### 4.4 Metanogênese |
| - | _**Tabela 2.** Equivalência energética do biogás comparado a outras fontes de energias_ |
| + | Na etapa final da produção de biogás, ocorre a formação de metano pelas |
| + | bactérias metanogênicas. Esses microrganismos anaeróbios convertem o |
| + | hidrogênio, o dióxido de carbono e o ácido acético em metano e dióxido |
| + | de carbono. No entanto, são extremamente sensíveis a variações |
| + | ambientais, como temperatura e pH. As bactérias responsáveis pela |
| + | produção de biogás são predominantemente mesofílicas, funcionando bem em |
| + | temperaturas entre 35 e 45ºC. Alterações bruscas na temperatura podem |
| + | comprometer sua sobrevivência, resultando em uma redução significativa |
| + | na produção de biogás [^11]. |
| + | |
| + | |
| + | De forma geral, as quatro fases da decomposição anaeróbia acontecem |
| + | simultaneamente dentro de um sistema de um único estágio. No entanto, |
| + | como cada grupo de bactérias possui condições ambientais específicas, |
| + | como preferências de pH e temperatura, é necessário encontrar um |
| + | equilíbrio adequado na tecnologia utilizada para otimizar o processo e |
| + | garantir sua eficiência [^5]. |
| + | |
| + | Para ilustrar visualmente os conceitos abordados sobre a produção e |
| + | utilização do biogás, recomenda-se assistir o vídeo "A Journey into |
| + | Biogases". O recurso apresenta, de forma objetiva, o processo de geração |
| + | do biogás e algumas de suas aplicações práticas. Ele está disponível em: |
| + | [^12]. |
| + | |
| + | |
| + | ## 5. Aplicações industriais |
| + | |
| + | O biogás possui um significativo potencial energético e pode ser |
| + | utilizado como alternativa a diversas fontes convencionais de energia. A |
| + | eficiência de sua conversão em eletricidade e calor depende da |
| + | composição do biogás, especialmente do teor de metano, que influencia |
| + | diretamente seu poder calorífico. Em condições normais de pressão e |
| + | temperatura, o metano puro possui um poder calorífico inferior (PCI) de |
| + | aproximadamente 9,9 kWh/m³. No entanto, em condições típicas de |
| + | produção, devido à variação na composição do biogás, com teores de |
| + | metano entre 50% e 80%, seu PCI pode oscilar entre 4,95 e 7,92 kWh/m³. |
| + | Isso afeta sua equivalência energética com outros combustíveis e sua |
| + | aplicabilidade em diferentes processos industriais [^13]. |
| + | |
| + | A tabela 2 abaixo apresenta a equivalência energética do biogás em |
| + | relação a diferentes fontes de energia, conforme valores estimados por |
| + | diversos autores. Esses valores indicam a quantidade de biogás |
| + | necessária para fornecer a mesma quantidade de energia que uma unidade |
| + | de cada combustível listado. A interpretação desses dados é essencial |
| + | para avaliar o potencial do biogás como substituto de combustíveis |
| + | convencionais. |
| + | |
| + | _**Tabela 2.** Equivalência energética do biogás comparado a outras |
| + | fontes de energias_ |
| | Energético |Ferraz (1980)[^1]|Sganzerla (1983)[^18]|Nogueira (1986)[^19]|Santos (2000)[^14]| | |
| | -------- | ----------------| -------- | -------- | -------- | | |
| | Gasolina (L) | 0,61 | 0,613 | 0,61 | 0,6 | | |
| | Querosene (L) | 0,58 | 0,579 | 0,62 | - | | |
| - | | Diesel (L) | 0,55 | 0,553 | 0,55 | 0,6 | |
| + | | Diesel (L) | 0,55 | 0,553 | 0,55 | 0,6 | |
| | GLP (kg) | 0,45 | 0,454 | 1,43 | - | | |
| | Álcool (L) | - | 0,79 | 0,80 | - | | |
| | Carvão mineral (kg)| - | 0,735 | 0,74 | - | | |
| @@ 105,16 252,43 @@ | |
| Fonte: Muncinelli, 2019 [^13]. | |
| - | Por exemplo, segundo Ferraz et al, em 1980 [^1], um litro de gasolina equivale a aproximadamente 0,61 m³ de biogás, o que significa que essa quantidade de biogás seria necessária para gerar a mesma energia contida em um litro de gasolina. Para o diesel, os valores são semelhantes, variando entre 0,55 e 0,6 m³ de biogás conforme diferentes fontes. Isso demonstra que o biogás pode ser uma alternativa viável para a substituição desses combustíveis fósseis em aplicações industriais e de transporte. |
| - | |
| - | Outro ponto relevante é a equivalência com a eletricidade. Ferraz et al [^1] indicam que 1,43 m³ de biogás podem gerar 1 kWh de eletricidade, enquanto Santos [^14], em 2000, apresenta um valor consideravelmente maior, de 6,5 m³ por kWh. Essa discrepância pode ser atribuída a diferenças na eficiência dos sistemas de conversão utilizados nos estudos, bem como à variação na composição do biogás, especialmente em relação ao teor de metano. |
| - | |
| - | Além disso, a Tabela 2 também compara o biogás com outros combustíveis como gás liquefeito de petróleo, querosene, carvão, lenha e álcool, reforçando seu potencial como fonte energética versátil. Esses dados são fundamentais para embasar a aplicação do biogás em diversas áreas, como substituição do diesel e do gás natural veicular em veículos, seu uso no lugar do gás liquefeito de petróleo em processos industriais e a geração combinada de energia elétrica e térmica. |
| - | |
| - | A seguir, serão exploradas essas aplicações, seus processos necessários e os impactos na sustentabilidade, de acordo com Muncinelli (2019) [^13]. |
| + | Por exemplo, segundo Ferraz et al, em 1980 [^1], um litro de gasolina |
| + | equivale a aproximadamente 0,61 m³ de biogás, o que significa que essa |
| + | quantidade de biogás seria necessária para gerar a mesma energia contida |
| + | em um litro de gasolina. Para o diesel, os valores são semelhantes, |
| + | variando entre 0,55 e 0,6 m³ de biogás conforme diferentes fontes. Isso |
| + | demonstra que o biogás pode ser uma alternativa viável para a |
| + | substituição desses combustíveis fósseis em aplicações industriais e de |
| + | transporte. |
| + | |
| + | Outro ponto relevante é a equivalência com a eletricidade. Ferraz et al |
| + | [^1] indicam que 1,43 m³ de biogás podem gerar 1 kWh de eletricidade, |
| + | enquanto Santos [^14], em 2000, apresenta um valor consideravelmente |
| + | maior, de 6,5 m³ por kWh. Essa discrepância pode ser atribuída a |
| + | diferenças na eficiência dos sistemas de conversão utilizados nos |
| + | estudos, bem como à variação na composição do biogás, especialmente em |
| + | relação ao teor de metano. |
| + | |
| + | Além disso, a Tabela 2 também compara o biogás com outros combustíveis |
| + | como gás liquefeito de petróleo, querosene, carvão, lenha e álcool, |
| + | reforçando seu potencial como fonte energética versátil. Esses dados são |
| + | fundamentais para embasar a aplicação do biogás em diversas áreas, como |
| + | substituição do diesel e do gás natural veicular em veículos, seu uso no |
| + | lugar do gás liquefeito de petróleo em processos industriais e a geração |
| + | combinada de energia elétrica e térmica. |
| + | |
| + | A seguir, serão exploradas essas aplicações, seus processos necessários |
| + | e os impactos na sustentabilidade, de acordo com Muncinelli (2019) |
| + | [^13]. |
| ### 5.1 Aplicação do biogás como alternativa de substituição ao diesel | |
| - | Após passar por etapas de purificação e compressão, o biogás pode representar uma alternativa viável ao óleo diesel, cuja origem está em recursos não renováveis. Para que seja utilizado em motores originalmente projetados para diesel, o biogás deve passar por um processo industrial específico. Esse processo inclui diversas fases, que são apresentadas no diagrama da Figura 2 a seguir. |
| + | |
| + | Após passar por etapas de purificação e compressão, o biogás pode |
| + | representar uma alternativa viável ao óleo diesel, cuja origem está em |
| + | recursos não renováveis. Para que seja utilizado em motores |
| + | originalmente projetados para diesel, o biogás deve passar por um |
| + | processo industrial específico. Esse processo inclui diversas fases, que |
| + | são apresentadas no diagrama da Figura 2 a seguir. |
|  | |
| @@ 122,14 296,27 @@ | |
| Fonte: Elaborado pelo autor, adaptado de: Muncinelli, 2019 [^13]. | |
| - | A substituição do diesel pelo biogás não é completa e exige modificações nos motores para que possam operar de forma bicombustível, combinando diesel e metano. Nessa configuração, a proporção da mistura pode variar, com o diesel representando entre 40% e 100% do total, enquanto o metano pode compor de 0% a 60%. No entanto, uma quantidade mínima de diesel será sempre necessária para garantir o funcionamento adequado do motor. |
| + | A substituição do diesel pelo biogás não é completa e exige modificações |
| + | nos motores para que possam operar de forma bicombustível, combinando |
| + | diesel e metano. Nessa configuração, a proporção da mistura pode variar, |
| + | com o diesel representando entre 40% e 100% do total, enquanto o metano |
| + | pode compor de 0% a 60%. No entanto, uma quantidade mínima de diesel |
| + | será sempre necessária para garantir o funcionamento adequado do motor. |
| - | Além da economia no consumo de combustível, essa conversão traz benefícios ambientais e reduz a dependência do diesel, o que pode ser estratégico diante de eventuais oscilações no seu fornecimento. |
| + | Além da economia no consumo de combustível, essa conversão traz |
| + | benefícios ambientais e reduz a dependência do diesel, o que pode ser |
| + | estratégico diante de eventuais oscilações no seu fornecimento. |
| Segundo a reportagem “Energia limpa: biogás pode ser alternativa ao diesel” disponível em [^15], a utilização do biogás como alternativa ao diesel poderia substituir até 70% do diesel consumido por ônibus e caminhões no Brasil, reduzindo significativamente os custos operacionais com combustível. | |
| - | ### 5.2 Aplicação do biogás como alternativa de substituição ao gás natural veicular (GNV) |
| - | O biogás, após ser devidamente tratado, também pode ser empregado como combustível em veículos originalmente abastecidos com gás natural veicular (GNV). Para viabilizar essa substituição, é necessário submetê-lo a processos semelhantes para obtenção de diesel, conforme Figura 3. |
| + | ### 5.2 Aplicação do biogás como alternativa de substituição ao gás |
| + | natural veicular (GNV) |
| + | |
| + | O biogás, após ser devidamente tratado, também pode ser empregado como |
| + | combustível em veículos originalmente abastecidos com gás natural |
| + | veicular (GNV). Para viabilizar essa substituição, é necessário |
| + | submetê-lo a processos semelhantes para obtenção de diesel, conforme |
| + | Figura 3. |
|  | |
| @@ 137,10 324,17 @@ | |
| Fonte: Elaborado pelo autor, adaptado de: Muncinelli, 2019 [^13]. | |
| - | Vale destacar que, diferente da substituição do diesel, a troca do GNV pelo metano ocorre de maneira direta e completa, exigindo apenas ajustes simples na configuração dos motores para garantir sua compatibilidade e desempenho adequado. |
| + | Vale destacar que, diferente da substituição do diesel, a troca do GNV |
| + | pelo metano ocorre de maneira direta e completa, exigindo apenas ajustes |
| + | simples na configuração dos motores para garantir sua compatibilidade e |
| + | desempenho adequado. |
| ### 5.3 Aplicação do biogás como alternativa de substituição ao gás liquefeito do petróleo (GLP) | |
| - | O biogás representa uma alternativa sustentável ao GLP, pois, quando tratado para remover impurezas e contendo pelo menos 50% de metano, pode ser empregado em sistemas que utilizam GLP com pequenas adaptações nos queimadores. O que é indicado na Figura 4. |
| + | |
| + | O biogás representa uma alternativa sustentável ao GLP, pois, quando |
| + | tratado para remover impurezas e contendo pelo menos 50% de metano, pode |
| + | ser empregado em sistemas que utilizam GLP com pequenas adaptações nos |
| + | queimadores. O que é indicado na Figura 4. |
|  | |
| @@ 149,38 343,111 @@ | |
| Fonte: Elaborado pelo autor, adaptado de: Muncinelli, 2019 [^13]. | |
| ### 5.4 Aplicação do biogás como alternativa de geração de energia combinada elétrica e calorífica | |
| - | Após passar pelo processo de purificação, o biogás pode ser utilizado como combustível na geração simultânea de eletricidade e calor em motores do ciclo Otto projetados especificamente para sua combustão. Esses motogeradores são desenvolvidos para operar com a explosão do biogás, garantindo um aproveitamento eficiente dessa fonte de energia. O procedimento pode ser observado na Figura 5. |
| - |  |
| + | Após passar pelo processo de purificação, o biogás pode ser utilizado |
| + | como combustível na geração simultânea de eletricidade e calor em |
| + | motores do ciclo Otto projetados especificamente para sua combustão. |
| + | Esses motogeradores são desenvolvidos para operar com a explosão do |
| + | biogás, garantindo um aproveitamento eficiente dessa fonte de energia. O |
| + | procedimento pode ser observado na Figura 5. |
| + | |
| + |  |
| - | _**Figura 5.** Aplicação do biogás como alternativa de geração de energia combinada elétrica e calorífica_ |
| + | _**Figura 5.** Aplicação do biogás como alternativa de geração de |
| + | energia combinada elétrica e calorífica_ |
| Fonte: Elaborado pelo autor, adaptado de: Muncinelli, 2019 [^13]. | |
| - | Os sistemas de cogeração, conhecidos como “Combined Heat and Power” (CHP), permitem a produção simultânea de eletricidade e calor a partir do biogás. Motores do ciclo Otto adaptados para esse combustível possuem um gerador que permite converter o torque do motor em energia elétrica de forma contínua. Além disso, o calor gerado no processo pode ser reaproveitado em aplicações industriais ou na própria planta de biogás, otimizando o uso da energia e aumentando a eficiência do sistema. |
| + | Os sistemas de cogeração, conhecidos como “Combined Heat and Power” |
| + | (CHP), permitem a produção simultânea de eletricidade e calor a partir |
| + | do biogás. Motores do ciclo Otto adaptados para esse combustível possuem |
| + | um gerador que permite converter o torque do motor em energia elétrica |
| + | de forma contínua. Além disso, o calor gerado no processo pode ser |
| + | reaproveitado em aplicações industriais ou na própria planta de biogás, |
| + | otimizando o uso da energia e aumentando a eficiência do sistema. |
| + | |
| + | Nesse sentido, o biogás demonstra ser uma fonte de energia versátil e |
| + | eficiente, com aplicações que vão desde a substituição de combustíveis |
| + | fósseis, como diesel, GNV e GLP, até a geração combinada de eletricidade |
| + | e calor. É importante relembrar que sua viabilidade depende da |
| + | composição e do tratamento adequado, garantindo, assim, sua |
| + | compatibilidade com diferentes sistemas energéticos. Além das aplicações |
| + | abordadas, outras possibilidades podem ser exploradas conforme avanços |
| + | tecnológicos e necessidades industriais, ampliando ainda mais o seu |
| + | impacto na transição para fontes energéticas mais sustentáveis. |
| - | Nesse sentido, o biogás demonstra ser uma fonte de energia versátil e eficiente, com aplicações que vão desde a substituição de combustíveis fósseis, como diesel, GNV e GLP, até a geração combinada de eletricidade e calor. É importante relembrar que sua viabilidade depende da composição e do tratamento adequado, garantindo, assim, sua compatibilidade com diferentes sistemas energéticos. Além das aplicações abordadas, outras possibilidades podem ser exploradas conforme avanços tecnológicos e necessidades industriais, ampliando ainda mais o seu impacto na transição para fontes energéticas mais sustentáveis. |
| ## 6. Limitações | |
| - | Apesar do seu grande potencial energético e da sua contribuição para a transição para fontes renováveis, o biogás enfrenta desafios técnicos e econômicos que devem ser considerados para que sua implementação seja eficaz. A seguir, serão discutidos esses desafios e possíveis soluções para viabilizar o aproveitamento sustentável do biogás. |
| - | |
| - | - Problemas de armazenagem, transporte e utilização |
| - | O armazenamento, transporte e utilização do biogás apresentam desafios que devem ser geridos para garantir segurança e eficiência. No armazenamento, é essencial considerar a presença de H₂S, que é corrosivo e tóxico, além de equilibrar volume e pressão para otimizar espaço e operação segura [^16]. No transporte, o controle da temperatura é crucial para evitar riscos e perdas [^2]. Já na utilização, é necessário garantir um fornecimento estável e seguro para aplicações como geração de eletricidade, aquecimento e uso como combustível, evitando variações de pressão ou composição que possam comprometer o desempenho dos sistemas [^5]. |
| - | |
| - | - Fumos de combustão com poluentes (SOx, NOx e CO) |
| - | A combustão do biogás gera poluentes atmosféricos, como óxidos de enxofre (SOₓ), óxidos de nitrogênio (NOx) e monóxido de carbono (CO). Os SOₓ resultam da presença de sulfeto de hidrogênio no biogás e podem contribuir para a chuva ácida. Os NOₓ formam-se a partir do nitrogênio do ar durante a combustão em altas temperaturas, sendo responsáveis pelo smog fotoquímico. Já o CO é gerado quando a queima do metano é incompleta, podendo ser tóxico em concentrações elevadas. Para mitigar essas emissões, é essencial purificar o biogás antes da combustão, otimizar a eficiência da queima e controlar a relação ar-combustível [^2]. |
| - | |
| - | - Necessidade de tecnologia para limpeza/purificação |
| - | A purificação do biogás é um requisito essencial para viabilizar seu uso eficiente e seguro pelos consumidores. Como sua composição varia conforme a matéria-prima utilizada e o processo de produção adotado, é necessário empregar tecnologias de limpeza para remover impurezas e componentes indesejáveis. Embora existam métodos físico-químicos consolidados para esse fim, a otimização desses processos continua sendo um desafio na cadeia de suprimento do biogás, reforçando a necessidade de aprimoramento tecnológico para garantir um combustível de qualidade [^3]. |
| - | |
| - | - Elevado investimento econômico |
| - | A geração de biogás requer um investimento inicial elevado, principalmente devido ao alto custo dos equipamentos e da infraestrutura necessária para sua produção [^17]. Além disso, os custos operacionais também são significativos, abrangendo a manutenção dos sistemas, a purificação do gás e a sua distribuição. Esses custos devem ser compensados por receitas adequadas, o que torna essencial um ambiente regulatório favorável, com políticas e incentivos que garantam a viabilidade econômica do setor [^3]. |
| - | |
| - | - Riscos de explosão quando misturado com ar/oxigênio |
| - | A introdução controlada de pequenas quantidades de oxigênio (2-6%) no sistema de biogás, utilizando um compressor, é uma técnica eficaz para reduzir a concentração de sulfeto de hidrogênio. Esse processo resulta na formação de enxofre e água, permitindo uma purificação mais eficiente do biogás sem necessidade de produtos químicos ou equipamentos complexos, além de ser uma solução de baixo custo. No entanto, é fundamental monitorar a quantidade de ar adicionada, pois o biogás pode se tornar explosivo quando a mistura atinge uma faixa de 6-12%, dependendo do teor de metano presente. Para evitar riscos, é recomendado manter a concentração de metano fora da faixa de 5-15% (em volume) e a concentração de oxigênio abaixo de 15% [^6]. |
| - | |
| - | |
| + | Apesar do seu grande potencial energético e da sua contribuição para a |
| + | transição para fontes renováveis, o biogás enfrenta desafios técnicos e |
| + | econômicos que devem ser considerados para que sua implementação seja |
| + | eficaz. A seguir, serão discutidos esses desafios e possíveis soluções |
| + | para viabilizar o aproveitamento sustentável do biogás. |
| + | |
| + | ### Problemas de armazenagem, transporte e utilização |
| + | |
| + | O armazenamento, transporte e utilização do biogás apresentam desafios |
| + | que devem ser geridos para garantir segurança e eficiência. No |
| + | armazenamento, é essencial considerar a presença de H₂S, que é corrosivo |
| + | e tóxico, além de equilibrar volume e pressão para otimizar espaço e |
| + | operação segura [^16]. No transporte, o controle da temperatura é |
| + | crucial para evitar riscos e perdas [^2]. Já na utilização, é necessário |
| + | garantir um fornecimento estável e seguro para aplicações como geração |
| + | de eletricidade, aquecimento e uso como combustível, evitando variações |
| + | de pressão ou composição que possam comprometer o desempenho dos |
| + | sistemas [^5]. |
| + | |
| + | ### Fumos de combustão com poluentes (SOx, NOx e CO) |
| + | |
| + | A combustão do biogás gera poluentes atmosféricos, como óxidos de |
| + | enxofre (SOₓ), óxidos de nitrogênio (NOx) e monóxido de carbono (CO). Os |
| + | SOₓ resultam da presença de sulfeto de hidrogênio no biogás e podem |
| + | contribuir para a chuva ácida. Os NOₓ formam-se a partir do nitrogênio |
| + | do ar durante a combustão em altas temperaturas, sendo responsáveis pelo |
| + | smog fotoquímico. Já o CO é gerado quando a queima do metano é |
| + | incompleta, podendo ser tóxico em concentrações elevadas. Para mitigar |
| + | essas emissões, é essencial purificar o biogás antes da combustão, |
| + | otimizar a eficiência da queima e controlar a relação ar-combustível |
| + | [^2]. |
| + | |
| + | ### Necessidade de tecnologia para limpeza/purificação |
| + | |
| + | A purificação do biogás é um requisito essencial para viabilizar seu uso |
| + | eficiente e seguro pelos consumidores. Como sua composição varia |
| + | conforme a matéria-prima utilizada e o processo de produção adotado, é |
| + | necessário empregar tecnologias de limpeza para remover impurezas e |
| + | componentes indesejáveis. Embora existam métodos físico-químicos |
| + | consolidados para esse fim, a otimização desses processos continua sendo |
| + | um desafio na cadeia de suprimento do biogás, reforçando a necessidade |
| + | de aprimoramento tecnológico para garantir um combustível de qualidade |
| + | [^3]. |
| + | |
| + | ### Elevado investimento econômico |
| + | |
| + | A geração de biogás requer um investimento inicial elevado, |
| + | principalmente devido ao alto custo dos equipamentos e da infraestrutura |
| + | necessária para sua produção [^17]. Além disso, os custos operacionais |
| + | também são significativos, abrangendo a manutenção dos sistemas, a |
| + | purificação do gás e a sua distribuição. Esses custos devem ser |
| + | compensados por receitas adequadas, o que torna essencial um ambiente |
| + | regulatório favorável, com políticas e incentivos que garantam a |
| + | viabilidade econômica do setor [^3]. |
| + | |
| + | ### Riscos de explosão quando misturado com ar/oxigênio |
| + | |
| + | A introdução controlada de pequenas quantidades de oxigênio (2-6%) no |
| + | sistema de biogás, utilizando um compressor, é uma técnica eficaz para |
| + | reduzir a concentração de sulfeto de hidrogênio. Esse processo resulta |
| + | na formação de enxofre e água, permitindo uma purificação mais eficiente |
| + | do biogás sem necessidade de produtos químicos ou equipamentos |
| + | complexos, além de ser uma solução de baixo custo. No entanto, é |
| + | fundamental monitorar a quantidade de ar adicionada, pois o biogás pode |
| + | se tornar explosivo quando a mistura atinge uma faixa de 6-12%, |
| + | dependendo do teor de metano presente. Para evitar riscos, é recomendado |
| + | manter a concentração de metano fora da faixa de 5-15% (em volume) e a |
| + | concentração de oxigênio abaixo de 15% [^6]. |
| ## 7. Referências | |
| @@ 197,14 464,14 @@ | |
| [^6]: **ROCHA, Jorge; MENDES, Joana.** _Biogás._ Universidade de Coimbra. 2024. [Apresentação para aula de Energia e Biocombustíveis.](https://drive.google.com/file/d/1CyIECyHjJKyvOb7pEEwupXGya5XUs9CA/view?usp=drive_link) 33 slides. Acesso em: 21 fev. 2025. | |
| - | [^7]: **COLDEBELLA, A.** [_Viabilidade do uso do biogás da bovinocultura e suinocultura para geração de energia elétrica e irrigação em propriedades rurais._](https://tede.unioeste.br/handle/tede/2841) Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, 2006. |
| + | [^7]: **COLDEBELLA, A.** [_Viabilidade do uso do biogás da bovinocultura e suinocultura para geração de energia elétrica e irrigação em propriedades rurais._](https://tede.unioeste.br/handle/tede/2841) Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, 2006. |
| [^8]: **ZANETTE, A. L.** [_Potencial de aproveitamento energético do biogás no Brasil._](chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://www.osti.gov/etdeweb/servlets/purl/21429297) Dissertação (Mestrado em Planejamento Energético) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2009. | |
| [^9]: **MAGALHÃES, Geísa Vieira Vasconcelos.** [_Avaliação da biodigestão anaeróbia de resíduos orgânicos: ensaios de potencial bioquímico de metano (BMP) e projeto piloto de um biodigestor em escala real._](chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/34759/1/2018_tese_gvvmagalh%c3%a3es.pdf) Dissertação Pós Graduação em Engenharia Civil - Universidade Federal do Ceará, 2018. | |
| [^10]: **KARLSSON, Tommy, et al.** [_Manual Básico de Biogás._](chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://www.univates.br/editora-univates/media/publicacoes/71/pdf_71.pdf) Editora Univates - 1° edição, 2014. | |
| - | [^11]: **PRATI, Lisandro.** [_Geração de energia elétrica a partir do biogás gerado por biodigestores._](chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://www.eletrica.ufpr.br/p/arquivostccs/148.pdf) Universidade Federal do Paraná - Curitiba, 2010. |
| + | [^11]: **PRATI, Lisandro.** [_Geração de energia elétrica a partir do biogás gerado por biodigestores._](chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://www.eletrica.ufpr.br/p/arquivostccs/148.pdf) Universidade Federal do Paraná - Curitiba, 2010. |
| [^12]: **A Journey into Biogases.** [_YouTube, canal EBA European Biogas Association, 2024._](https://www.youtube.com/watch?v=oXtdnbeyPJE) Acesso em: 21 fev. 2025. | |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/Energia Nuclear.md .. /dev/null | |
| @@ 1,108 0,0 @@ | |
| - | <!-- |
| - | --- |
| - | title: Energia nuclear |
| - | author: |
| - | - David Gonçalves - 2021218886 |
| - | - Leonardo Sobral - 2021232637 |
| - | date: 2024-02-28 |
| - | tags: #utilidades |
| - | --- |
| - | --> |
| - | |
| - | # Energia nuclear |
| - | |
| - | - **Autor**: |
| - | - David Gonçalves - 2021218886 |
| - | - Leonardo Sobral - 2021232637 |
| - | - Data: 2024-02-28 |
| - | --- |
| - | |
| - | ## Introdução |
| - | |
| - | Atualmente, a humanidade vive um momento de transição energética. A necessidade de reduzir as emissões de gases de efeito estufa e mitigar os impactos ambientais do uso de combustíveis fósseis tem impulsionado investimentos em tecnologias limpas. |
| - | |
| - | O futuro da energia depende do equilíbrio entre inovação, sustentabilidade e acessibilidade. À medida que novas tecnologias são desenvolvidas, o desafio será garantir que a transição para fontes renováveis ocorra de forma justa e eficiente, assegurando que todas as regiões do mundo tenham acesso a uma energia segura, confiável e sustentável. |
| - | |
| - | |
| - | ## A Energia Nuclear como fonte de obtenção de energia |
| - | |
| - | A energia nuclear é uma das formas mais poderosas de gerar eletricidade, baseada na utilização da energia armazenada no núcleo dos átomos |
| - | |
| - | A utilização desta fonte de energia possui vantagens significativas, como a capacidade de gerar grandes quantidades de eletricidade sem emissões diretas de gases de efeito estufa e com um funcionamento constante, ao contrário de fontes renováveis como a solar ou a eólica, que dependem das condições climáticas. No entanto, também enfrenta desafios importantes, como o risco de acidentes nucleares e o problema do armazenamento dos resíduos radioativos, que podem permanecer perigosos por milhares de anos. |
| - | |
| - | Apesar da controvérsia, a energia nuclear continua a ser uma das principais fontes de eletricidade do mundo, e os avanços tecnológicos podem torná-la ainda mais segura e eficiente no futuro. Com o desenvolvimento da fusão nuclear, há a possibilidade de uma nova revolução energética, oferecendo uma fonte de energia limpa e praticamente inesgotável. |
| - | |
| - | |
| - | ## Princípio de utilização da Energia Nuclear |
| - | |
| - | Este tipo de energia pode ser libertado através de dois processos principais: a fissão nuclear, que consiste na divisão do núcleo de um átomo pesado, e a fusão nuclear, que consiste na união de núcleos atómicos mais leves para formar um mais pesado. O aproveitamento da energia atómica baseia-se na Teoria da Relatividade de Einstein que define um intercâmbio entre matéria e energia, pela seguinte relação <sup>[1]</sup>: |
| - | |
| - | E=m\*c2 (1) |
| - | |
| - | Em que *E* representa a energia, *m* a matéria e *c* corresponde à velocidade da luz, cujo valor é 3.8\*10<sup>8</sup> m/s. Através desta fórmula compreende-se que uma partícula que possua uma massa muito pequena, ao ser multiplicada pelo quadrado da velocidade da luz, corresponde a um valor energético muito grande. |
| - | |
| - | No contexto da utilização da energia nuclear, o que acontece é que o somatório da massa das partículas que se formam durante a reação nuclear é inferior ao somatório da massa das partículas que reagiram. Esta diferença de massa é libertada na forma de energia, quantificada pela equação 1. |
| - | |
| - | Atualmente, todas as centrais nucleares em operação utilizam a fissão nuclear, enquanto a fusão ainda está em fase de desenvolvimento. |
| - | |
| - | |
| - | ## Funcionamento de uma central nuclear |
| - | |
| - | O funcionamento das centrais nucleares baseia-se na fissão de elementos como o urânio-235 ou o plutónio-239. Quando um neutrão atinge o núcleo de um desses átomos, este divide-se em dois fragmentos menores, libertando uma grande quantidade de energia térmica. Além disso, esta reação também gera novos neutrões, que podem atingir outros núcleos e manter uma reação em cadeia controlada dentro do reator. O calor produzido é utilizado para aquecer água, transformando-a em vapor, que aciona turbinas ligadas a geradores elétricos. Dessa forma, a energia libertada pela fissão nuclear é convertida em eletricidade <sup>[2]</sup>. O funcionamento de uma central nuclear pode ser melhor compreendido através do esquema da figura 1. |
| - | |
| - |  |
| - | |
| - | |
| - | ## Utilização da Energia Nuclear no Mundo |
| - | |
| - | A participação nuclear na geração global de energia no mundo fixa-se em 2023 num valor de 9,1% de toda a energia produzida no mundo. Porém, esta percentagem tem vindo a decrescer, muito por culpa dos acidentes em centrais nucleares que ocorreram no século passado, nomeadamente Chernobyl e Fukushima. mas também devido ao aparecimento de novos métodos alternativos de obtenção de energia. |
| - | |
| - | O pico máximo da percentagem de energia nuclear foi de 17,5% da energia total produzida no mundo, atingido em 1996, mas desde então essa percentagem sofreu uma grande queda como se pode verificar na Figura 2. |
| - | |
| - |  |
| - | |
| - | A utilização da energia nuclear não se contabiliza apenas a nível global e podem-se realizar estudos estatísticos que permitam verificar a distribuição geográfica da mesma, isto é, verificar quais são os países que produzem mais e quais são aqueles que consomem mais eletricidade proveniente de fontes nucleares. |
| - | |
| - | Na figura seguinte podemos verificar que no topo da lista dos países que mais produzem energia nuclear encontramos duas das maiores potências económicas a nível mundial, os Estados Unidos da América em primeiro lugar e a China em segundo lugar. Os Estados Unidos, possuem 94 reatores ativos e a percentagem de eletricidade proveniente da mesma é de 19%, já a China possui 57 reatores ativos e ainda 27 em construção, sendo a percentagem de geração no país de 5%. De ressaltar ainda a França que tem no seu território 56 reatores ativos, e a sua percentagem de energia elétrica produzida por via nuclear é de 65%, representando mais de metade da energia produzida do país, sendo, portanto, esta a fonte de energia mais dominante no território francês. |
| - | |
| - | Em Portugal não existe qualquer tipo de produção de energia nuclear, sendo a central nuclear mais próxima de Portugal a central de Almaraz em Espanha. A mesma possui uma data de encerramento prevista para novembro de 2027 e outubro de 2028 <sup>[5]</sup>. |
| - | |
| - |  |
| - | |
| - | **Figura 3 -** Os dez países com o maior número de reatores nucleares em operação no mundo <sup>[6]</sup> |
| - | |
| - | Como já referido anteriormente, a maior parte da energia consumida pela França provém de centrais nucleares, e, portanto, esta encontra-se no topo da tabela dos países, a nível mundial, que mais utilizam a mesma. De seguida encontra-se a Ucrânia, com 55% de toda a energia consumida de origem nuclear. A fechar o top 3 encontra-se a Eslováquia, com 52%. |
| - | |
| - | ## Fusão nuclear |
| - | |
| - | ### Princípio de funcionamento |
| - | |
| - | Outro procedimento mais recente que faz uso da energia atómica é a fusão nuclear, cujo princípio é semelhante ao da fissão nuclear. Neste caso dois núcleos fundem-se para formar outro núcleo, de menor massa, em que a massa perdida é convertida em energia. |
| - | |
| - | Este é o processo responsável pela produção de energia no Sol e outros estrelas, onde núcleos de hidrogénio (e respetivos isótopos) se fundem para formar núcleos de hélio <sup>[7]</sup>. |
| - | |
| - |  |
| - | |
| - | ### Avanços recentes |
| - | |
| - | A fusão nuclear é vista por muitos como o “Santo Graal” da obtenção de energia limpa ilimitada, sem qualquer produção de resíduos radioativos. No entanto a sua utilização em larga escala ainda se encontra limitada pelo facto de serem necessárias elevadas temperaturas para iniciar o processo, na ordem dos 150 milhões de ºC, e métodos eficientes para conter o plasma que se forma, tornando a sua eficiência muito baixa. De facto, só recentemente é que se conseguiu obter um valor energético superior àquele utilizado para a ocorrência do processo <sup>[9]</sup>. Vários países uniram recentemente forças para construir o maior reator de fusão nuclear do mundo, na França, através de um projeto denominado ITER, *“International Thermonuclear Experimental Reactor”.* O objetivo é que um dia se possa tornar possível a obtenção de energia limpa e ilimitada à escala industrial <sup>[9]</sup>. |
| - | |
| - | ## Referências |
| - | |
| - | [1] [NOVA | Einstein's Big Idea | Library Resource Kit: E = mc2 Explained | PBS](https://www.pbs.org/wgbh/nova/einstein/lrk-hand-emc2expl.html) Einstein |
| - | |
| - | [2] L. Baratta, “Introduction to nuclear engineering textbook”, 3<sup>rd</sup> edition |
| - | |
| - | [3] [Nuclear Power Plant Diagram: A Complete Guide 2023 | Linquip](https://www.linquip.com/blog/nuclear-power-plant-guide/) |
| - | |
| - | [4] <https://www.worldnuclearreport.org/A-energia-nuclear-no-mundo#&gid=1&pid=1> |
| - | |
| - | [5] <https://www.publico.pt/2024/06/26/azul/noticia/espanha-anuncia-inicio-processo-desmantelamento-central-nuclear-almaraz-2095448> |
| - | |
| - | [6] <https://exame.com/mundo/os-10-paises-do-mundo-mais-dependentes-de-energia-nuclear/> |
| - | |
| - | [7] [Nuclear energy - Energy Encyclopedia](https://www.energyencyclopedia.com/en/nuclear-energy) |
| - | |
| - | [8] [Fusion in stars - Nuclear fusion - Energy Encyclopedia](https://www.energyencyclopedia.com/en/nuclear-fusion/thermonuclear-fusion/fusion-in-stars) |
| - | |
| - | [9] <https://www.iter.org/few-lines> |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/Energia Nuclear/1o_trabalho_IIP_David_Goncalves_e_Leonardo_Sobral_Energia_Nuclear.md .. /dev/null | |
| @@ 1,169 0,0 @@ | |
| - |  |
| - | |
| - | |
| - | |
| - | **Departamento de Engenharia Química** |
| - | |
| - | **Mestrado em Engenharia Química** |
| - | |
| - | **Integração e Intensificação de Processos** |
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| - | **Energia Nuclear** |
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| - | **Trabalho realizado por:** |
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| - | David Gonçalves nº 2021218886 |
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| - | Leonardo Sobral nº 2021232637 |
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| - | **Ano letivo 2024/2025** |
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| - | **Introdução** |
| - | |
| - | Atualmente, a humanidade vive um momento de transição energética. A necessidade de reduzir as emissões de gases de efeito estufa e mitigar os impactos ambientais do uso de combustíveis fósseis tem impulsionado investimentos em tecnologias limpas. |
| - | |
| - | O futuro da energia depende do equilíbrio entre inovação, sustentabilidade e acessibilidade. À medida que novas tecnologias são desenvolvidas, o desafio será garantir que a transição para fontes renováveis ocorra de forma justa e eficiente, assegurando que todas as regiões do mundo tenham acesso a uma energia segura, confiável e sustentável. |
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| - | **A Energia Nuclear como fonte de obtenção de energia** |
| - | |
| - | A energia nuclear é uma das formas mais poderosas de gerar eletricidade, baseada na utilização da energia armazenada no núcleo dos átomos |
| - | |
| - | A utilização desta fonte de energia possui vantagens significativas, como a capacidade de gerar grandes quantidades de eletricidade sem emissões diretas de gases de efeito estufa e com um funcionamento constante, ao contrário de fontes renováveis como a solar ou a eólica, que dependem das condições climáticas. No entanto, também enfrenta desafios importantes, como o risco de acidentes nucleares e o problema do armazenamento dos resíduos radioativos, que podem permanecer perigosos por milhares de anos. |
| - | |
| - | Apesar da controvérsia, a energia nuclear continua a ser uma das principais fontes de eletricidade do mundo, e os avanços tecnológicos podem torná-la ainda mais segura e eficiente no futuro. Com o desenvolvimento da fusão nuclear, há a possibilidade de uma nova revolução energética, oferecendo uma fonte de energia limpa e praticamente inesgotável. |
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| - | **Princípio de utilização da Energia Nuclear** |
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| - | Este tipo de energia pode ser libertado através de dois processos principais: a fissão nuclear, que consiste na divisão do núcleo de um átomo pesado, e a fusão nuclear, que consiste na união de núcleos atómicos mais leves para formar um mais pesado. O aproveitamento da energia atómica baseia-se na Teoria da Relatividade de Einstein que define um intercâmbio entre matéria e energia, pela seguinte relação <sup>[1]</sup>: |
| - | |
| - | E=m\*c2 (1) |
| - | |
| - | Em que *E* representa a energia, *m* a matéria e *c* corresponde à velocidade da luz, cujo valor é 3.8\*10<sup>8</sup> m/s. Através desta fórmula compreende-se que uma partícula que possua uma massa muito pequena, ao ser multiplicada pelo quadrado da velocidade da luz, corresponde a um valor energético muito grande. |
| - | |
| - | No contexto da utilização da energia nuclear, o que acontece é que o somatório da massa das partículas que se formam durante a reação nuclear é inferior ao somatório da massa das partículas que reagiram. Esta diferença de massa é libertada na forma de energia, quantificada pela equação 1. |
| - | |
| - | Atualmente, todas as centrais nucleares em operação utilizam a fissão nuclear, enquanto a fusão ainda está em fase de desenvolvimento. |
| - | |
| - | **Funcionamento de uma central nuclear** |
| - | |
| - | O funcionamento das centrais nucleares baseia-se na fissão de elementos como o urânio-235 ou o plutónio-239. Quando um neutrão atinge o núcleo de um desses átomos, este divide-se em dois fragmentos menores, libertando uma grande quantidade de energia térmica. Além disso, esta reação também gera novos neutrões, que podem atingir outros núcleos e manter uma reação em cadeia controlada dentro do reator. O calor produzido é utilizado para aquecer água, transformando-a em vapor, que aciona turbinas ligadas a geradores elétricos. Dessa forma, a energia libertada pela fissão nuclear é convertida em eletricidade <sup>[2]</sup>. O funcionamento de uma central nuclear pode ser melhor compreendido através do esquema da figura 1. |
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| - | **Utilização da Energia Nuclear no Mundo** |
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| - | A participação nuclear na geração global de energia no mundo fixa-se em 2023 num valor de 9,1% de toda a energia produzida no mundo. Porém, esta percentagem tem vindo a decrescer, muito por culpa dos acidentes em centrais nucleares que ocorreram no século passado, nomeadamente Chernobyl e Fukushima. mas também devido ao aparecimento de novos métodos alternativos de obtenção de energia. |
| - | |
| - | O pico máximo da percentagem de energia nuclear foi de 17,5% da energia total produzida no mundo, atingido em 1996, mas desde então essa percentagem sofreu uma grande queda como se pode verificar na Figura 2. |
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| - | ! |
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| - | A utilização da energia nuclear não se contabiliza apenas a nível global e podem-se realizar estudos estatísticos que permitam verificar a distribuição geográfica da mesma, isto é, verificar quais são os países que produzem mais e quais são aqueles que consomem mais eletricidade proveniente de fontes nucleares. |
| - | |
| - | Na figura seguinte podemos verificar que no topo da lista dos países que mais produzem energia nuclear encontramos duas das maiores potências económicas a nível mundial, os Estados Unidos da América em primeiro lugar e a China em segundo lugar. Os Estados Unidos, possuem 94 reatores ativos e a percentagem de eletricidade proveniente da mesma é de 19%, já a China possui 57 reatores ativos e ainda 27 em construção, sendo a percentagem de geração no país de 5%. De ressaltar ainda a França que tem no seu território 56 reatores ativos, e a sua percentagem de energia elétrica produzida por via nuclear é de 65%, representando mais de metade da energia produzida do país, sendo, portanto, esta a fonte de energia mais dominante no território francês. |
| - | |
| - | Em Portugal não existe qualquer tipo de produção de energia nuclear, sendo a central nuclear mais próxima de Portugal a central de Almaraz em Espanha. A mesma possui uma data de encerramento prevista para novembro de 2027 e outubro de 2028 <sup>[5]</sup>. |
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| - | **Figura 3 -** Os dez países com o maior número de reatores nucleares em operação no mundo <sup>[6]</sup> |
| - | |
| - | Como já referido anteriormente, a maior parte da energia consumida pela França provém de centrais nucleares, e, portanto, esta encontra-se no topo da tabela dos países, a nível mundial, que mais utilizam a mesma. De seguida encontra-se a Ucrânia, com 55% de toda a energia consumida de origem nuclear. A fechar o top 3 encontra-se a Eslováquia, com 52%. |
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| - | **Fusão nuclear** |
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| - | **Princípio de funcionamento** |
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| - | Outro procedimento mais recente que faz uso da energia atómica é a fusão nuclear, cujo princípio é semelhante ao da fissão nuclear. Neste caso dois núcleos fundem-se para formar outro núcleo, de menor massa, em que a massa perdida é convertida em energia. |
| - | |
| - | Este é o processo responsável pela produção de energia no Sol e outros estrelas, onde núcleos de hidrogénio (e respetivos isótopos) se fundem para formar núcleos de hélio <sup>[7]</sup>. |
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| - | **Avanços recentes** |
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| - | A fusão nuclear é vista por muitos como o “Santo Graal” da obtenção de energia limpa ilimitada, sem qualquer produção de resíduos radioativos. No entanto a sua utilização em larga escala ainda se encontra limitada pelo facto de serem necessárias elevadas temperaturas para iniciar o processo, na ordem dos 150 milhões de ºC, e métodos eficientes para conter o plasma que se forma, tornando a sua eficiência muito baixa. De facto, só recentemente é que se conseguiu obter um valor energético superior àquele utilizado para a ocorrência do processo <sup>[9]</sup>. Vários países uniram recentemente forças para construir o maior reator de fusão nuclear do mundo, na França, através de um projeto denominado ITER, *“International Thermonuclear Experimental Reactor”.* O objetivo é que um dia se possa tornar possível a obtenção de energia limpa e ilimitada à escala industrial <sup>[9]</sup>. |
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| - | **Referências Bibliográficas** |
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| - | [1] [NOVA | Einstein's Big Idea | Library Resource Kit: E = mc2 Explained | PBS](https://www.pbs.org/wgbh/nova/einstein/lrk-hand-emc2expl.html) Einstein |
| - | |
| - | [2] L. Baratta, “Introduction to nuclear engineering textbook”, 3<sup>rd</sup> edition |
| - | |
| - | [3] [Nuclear Power Plant Diagram: A Complete Guide 2023 | Linquip](https://www.linquip.com/blog/nuclear-power-plant-guide/) |
| - | |
| - | [4] <https://www.worldnuclearreport.org/A-energia-nuclear-no-mundo#&gid=1&pid=1> |
| - | |
| - | [5] <https://www.publico.pt/2024/06/26/azul/noticia/espanha-anuncia-inicio-processo-desmantelamento-central-nuclear-almaraz-2095448> |
| - | |
| - | [6] <https://exame.com/mundo/os-10-paises-do-mundo-mais-dependentes-de-energia-nuclear/> |
| - | |
| - | [7] [Nuclear energy - Energy Encyclopedia](https://www.energyencyclopedia.com/en/nuclear-energy) |
| - | |
| - | [8] [Fusion in stars - Nuclear fusion - Energy Encyclopedia](https://www.energyencyclopedia.com/en/nuclear-fusion/thermonuclear-fusion/fusion-in-stars) |
| - | |
| - | [9] <https://www.iter.org/few-lines> |
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| @@ 0,0 1,220 @@ | |
| + | <!-- |
| + | --- |
| + | title: Energia nuclear |
| + | author: |
| + | - David Gonçalves - 2021218886 |
| + | - Leonardo Sobral - 2021232637 |
| + | date: 2024-02-28 |
| + | tags: #utilidades |
| + | --- |
| + | --> |
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| + | # Energia nuclear |
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| + | - **Autor**: |
| + | - David Gonçalves - 2021218886 |
| + | - Leonardo Sobral - 2021232637 |
| + | - **Data**: 2024-02-28 |
| + | --- |
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| + | ## Introdução |
| + | |
| + | Atualmente, a humanidade vive um momento de transição energética. A |
| + | necessidade de reduzir as emissões de gases de efeito estufa e mitigar |
| + | os impactos ambientais do uso de combustíveis fósseis tem impulsionado |
| + | investimentos em tecnologias limpas. |
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| + | O futuro da energia depende do equilíbrio entre inovação, |
| + | sustentabilidade e acessibilidade. À medida que novas tecnologias são |
| + | desenvolvidas, o desafio será garantir que a transição para fontes |
| + | renováveis ocorra de forma justa e eficiente, assegurando que todas as |
| + | regiões do mundo tenham acesso a uma energia segura, confiável e |
| + | sustentável. |
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| + | ## A Energia Nuclear como fonte de obtenção de energia |
| + | |
| + | A energia nuclear é uma das formas mais poderosas de gerar eletricidade, |
| + | baseada na utilização da energia armazenada no núcleo dos átomos. |
| + | |
| + | A utilização desta fonte de energia possui vantagens significativas, |
| + | como a capacidade de gerar grandes quantidades de eletricidade sem |
| + | emissões diretas de gases de efeito estufa e com um funcionamento |
| + | constante, ao contrário de fontes renováveis como a solar ou a eólica, |
| + | que dependem das condições climáticas. No entanto, também enfrenta |
| + | desafios importantes, como o risco de acidentes nucleares e o problema |
| + | do armazenamento dos resíduos radioativos, que podem permanecer |
| + | perigosos por milhares de anos. |
| + | |
| + | Apesar da controvérsia, a energia nuclear continua a ser uma das |
| + | principais fontes de eletricidade do mundo, e os avanços tecnológicos |
| + | podem torná-la ainda mais segura e eficiente no futuro. Com o |
| + | desenvolvimento da fusão nuclear, há a possibilidade de uma nova |
| + | revolução energética, oferecendo uma fonte de energia limpa e |
| + | praticamente inesgotável. |
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| + | ## Princípio de utilização da Energia Nuclear |
| + | |
| + | Este tipo de energia pode ser libertado através de dois processos |
| + | principais: a fissão nuclear, que consiste na divisão do núcleo de um |
| + | átomo pesado, e a fusão nuclear, que consiste na união de núcleos |
| + | atómicos mais leves para formar um mais pesado. O aproveitamento da |
| + | energia atómica baseia-se na Teoria da Relatividade de Einstein que |
| + | define um intercâmbio entre matéria e energia, pela seguinte relação |
| + | <sup>[1]</sup>: |
| + | |
| + | E=m\*c2 (1) |
| + | |
| + | Em que *E* representa a energia, *m* a matéria e *c* corresponde à |
| + | velocidade da luz, cujo valor é 3.8\*10<sup>8</sup> m/s. Através desta |
| + | fórmula compreende-se que uma partícula que possua uma massa muito |
| + | pequena, ao ser multiplicada pelo quadrado da velocidade da luz, |
| + | corresponde a um valor energético muito grande. |
| + | |
| + | No contexto da utilização da energia nuclear, o que acontece é que o |
| + | somatório da massa das partículas que se formam durante a reação nuclear |
| + | é inferior ao somatório da massa das partículas que reagiram. Esta |
| + | diferença de massa é libertada na forma de energia, quantificada pela |
| + | equação 1. |
| + | |
| + | Atualmente, todas as centrais nucleares em operação utilizam a fissão |
| + | nuclear, enquanto a fusão ainda está em fase de desenvolvimento. |
| + | |
| + | |
| + | ## Funcionamento de uma central nuclear |
| + | |
| + | O funcionamento das centrais nucleares baseia-se na fissão de elementos |
| + | como o urânio-235 ou o plutónio-239. Quando um neutrão atinge o núcleo |
| + | de um desses átomos, este divide-se em dois fragmentos menores, |
| + | libertando uma grande quantidade de energia térmica. Além disso, esta |
| + | reação também gera novos neutrões, que podem atingir outros núcleos e |
| + | manter uma reação em cadeia controlada dentro do reator. O calor |
| + | produzido é utilizado para aquecer água, transformando-a em vapor, que |
| + | aciona turbinas ligadas a geradores elétricos. Dessa forma, a energia |
| + | libertada pela fissão nuclear é convertida em eletricidade |
| + | <sup>[2]</sup>. O funcionamento de uma central nuclear pode ser melhor |
| + | compreendido através do esquema da figura 1. |
| + | |
| + |  |
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| + | ## Utilização da Energia Nuclear no Mundo |
| + | |
| + | A participação nuclear na geração global de energia no mundo fixa-se em |
| + | 2023 num valor de 9,1% de toda a energia produzida no mundo. Porém, esta |
| + | percentagem tem vindo a decrescer, muito por culpa dos acidentes em |
| + | centrais nucleares que ocorreram no século passado, nomeadamente |
| + | Chernobyl e Fukushima. mas também devido ao aparecimento de novos |
| + | métodos alternativos de obtenção de energia. |
| + | |
| + | O pico máximo da percentagem de energia nuclear foi de 17,5% da energia |
| + | total produzida no mundo, atingido em 1996, mas desde então essa |
| + | percentagem sofreu uma grande queda como se pode verificar na Figura 2. |
| + | |
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| + | A utilização da energia nuclear não se contabiliza apenas a nível global |
| + | e podem-se realizar estudos estatísticos que permitam verificar a |
| + | distribuição geográfica da mesma, isto é, verificar quais são os países |
| + | que produzem mais e quais são aqueles que consomem mais eletricidade |
| + | proveniente de fontes nucleares. |
| + | |
| + | Na figura seguinte podemos verificar que no topo da lista dos países que |
| + | mais produzem energia nuclear encontramos duas das maiores potências |
| + | económicas a nível mundial, os Estados Unidos da América em primeiro |
| + | lugar e a China em segundo lugar. Os Estados Unidos, possuem 94 reatores |
| + | ativos e a percentagem de eletricidade proveniente da mesma é de 19%, já |
| + | a China possui 57 reatores ativos e ainda 27 em construção, sendo a |
| + | percentagem de geração no país de 5%. De ressaltar ainda a França que |
| + | tem no seu território 56 reatores ativos, e a sua percentagem de energia |
| + | elétrica produzida por via nuclear é de 65%, representando mais de |
| + | metade da energia produzida do país, sendo, portanto, esta a fonte de |
| + | energia mais dominante no território francês. |
| + | |
| + | Em Portugal não existe qualquer tipo de produção de energia nuclear, |
| + | sendo a central nuclear mais próxima de Portugal a central de Almaraz em |
| + | Espanha. A mesma possui uma data de encerramento prevista para novembro |
| + | de 2027 e outubro de 2028 <sup>[5]</sup>. |
| + | |
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| + | **Figura 3 -** Os dez países com o maior número de reatores nucleares em operação no mundo <sup>[6]</sup> |
| + | |
| + | Como já referido anteriormente, a maior parte da energia consumida pela |
| + | França provém de centrais nucleares, e, portanto, esta encontra-se no |
| + | topo da tabela dos países, a nível mundial, que mais utilizam a mesma. |
| + | De seguida encontra-se a Ucrânia, com 55% de toda a energia consumida de |
| + | origem nuclear. A fechar o top 3 encontra-se a Eslováquia, com 52%. |
| + | |
| + | |
| + | ## Fusão nuclear |
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| + | ### Princípio de funcionamento |
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| + | Outro procedimento mais recente que faz uso da energia atómica é a fusão |
| + | nuclear, cujo princípio é semelhante ao da fissão nuclear. Neste caso |
| + | dois núcleos fundem-se para formar outro núcleo, de menor massa, em que |
| + | a massa perdida é convertida em energia. |
| + | |
| + |  |
| + | |
| + | Este é o processo responsável pela produção de energia no Sol e outros |
| + | estrelas, onde núcleos de hidrogénio (e respetivos isótopos) se fundem |
| + | para formar núcleos de hélio <sup>[7]</sup>. |
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| + | ### Avanços recentes |
| + | |
| + | A fusão nuclear é vista por muitos como o “Santo Graal” da obtenção de |
| + | energia limpa ilimitada, sem qualquer produção de resíduos radioativos. |
| + | No entanto a sua utilização em larga escala ainda se encontra limitada |
| + | pelo facto de serem necessárias elevadas temperaturas para iniciar o |
| + | processo, na ordem dos 150 milhões de ºC, e métodos eficientes para |
| + | conter o plasma que se forma, tornando a sua eficiência muito baixa. De |
| + | facto, só recentemente é que se conseguiu obter um valor energético |
| + | superior àquele utilizado para a ocorrência do processo <sup>[9]</sup>. |
| + | Vários países uniram recentemente forças para construir o maior reator |
| + | de fusão nuclear do mundo, na França, através de um projeto denominado |
| + | ITER, *“International Thermonuclear Experimental Reactor”.* O objetivo é |
| + | que um dia se possa tornar possível a obtenção de energia limpa e |
| + | ilimitada à escala industrial <sup>[9]</sup>. |
| + | |
| + | |
| + | ## Referências |
| + | |
| + | [1] [NOVA | Einstein's Big Idea | Library Resource Kit: E = mc2 |
| + | Explained | |
| + | PBS](https://www.pbs.org/wgbh/nova/einstein/lrk-hand-emc2expl.html) |
| + | Einstein |
| + | |
| + | [2] L. Baratta, “Introduction to nuclear engineering textbook”, |
| + | 3<sup>rd</sup> edition |
| + | |
| + | [3] [Nuclear Power Plant Diagram: A Complete Guide 2023 | |
| + | Linquip](https://www.linquip.com/blog/nuclear-power-plant-guide/) |
| + | |
| + | [4] |
| + | <https://www.worldnuclearreport.org/A-energia-nuclear-no-mundo#&gid=1&pid=1> |
| + | |
| + | [5] |
| + | <https://www.publico.pt/2024/06/26/azul/noticia/espanha-anuncia-inicio-processo-desmantelamento-central-nuclear-almaraz-2095448> |
| + | |
| + | [6] |
| + | <https://exame.com/mundo/os-10-paises-do-mundo-mais-dependentes-de-energia-nuclear/> |
| + | |
| + | [7] [Nuclear energy - Energy |
| + | Encyclopedia](https://www.energyencyclopedia.com/en/nuclear-energy) |
| + | |
| + | [8] [Fusion in stars - Nuclear fusion - Energy |
| + | Encyclopedia](https://www.energyencyclopedia.com/en/nuclear-fusion/thermonuclear-fusion/fusion-in-stars) |
| + | |
| + | [9] <https://www.iter.org/few-lines> |
| + | |
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| Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s Natural.md .. Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s natural.md | |
| @@ 11,15 11,16 @@ | |
| # Gás natural | |
| - | - **Autor**: |
| + | - **Autor**: |
| - Carolina Sofia Rosário Aço - 2021232032 | |
| - Francisca Machado Ferreira - 2021225461 | |
| - | - Data: 2024-02-28 |
| + | - **Data**: 2024-02-28 |
| --- | |
| - | # **Introdução** |
| + | ## Introdução |
| - | ## Apresentação do gás natural |
| + | |
| + | ### Apresentação do gás natural |
| O gás natural é um combustível fóssil e uma fonte de energia não | |
| renovável. É constituído por uma mistura de derivados de combustíveis | |
| @@ 28,8 29,8 @@ | |
| quando sujeitos a pressão e elevadas temperaturas dão origem a petróleo | |
| e a esta fonte de energia. <sup>\[1\],\ \[2\]</sup> | |
| - | ## Composição do gás natural |
| + | ### Composição do gás natural |
| A sua composição pode variar dependendo de fatores relativos às | |
| condições em que o gás é produzido, processo de produção, | |
| @@ 45,7 46,8 @@ | |
| **Figura 1-** Composição do gás natural | |
| - | ## Origem do gás natural |
| + | |
| + | ### Origem do gás natural |
| Este combustível pode ser encontrado em formações rochosas subterrâneas | |
| ou em reservatórios de hidrocarbonetos em camadas de carvão através de | |
| @@ 58,7 60,8 @@ | |
| soterrado a grandes profundidades, em condições de alta pressão | |
| atmosférica). <sup>\[1\],\ \[2\]</sup> | |
| - | ## Tipos de gás natural |
| + | |
| + | ### Tipos de gás natural |
| Existem dois tipos de gás natural: o GNV e o GLP. Embora se diferenciam | |
| pela composição e aplicação, ambos são derivados do metano, sendo alguns | |
| @@ 67,6 70,7 @@ | |
| doméstico até a indústria, devido à sua versatilidade e eficiência. | |
| <sup>\[3\]</sup> | |
| + | |
| ## Introdução do gás natural em Portugal | |
| O gás natural foi introduzido em Portugal em 1997, para dar o acesso a | |
| @@ 116,8 120,9 @@ | |
| estações. | |
| <sup>\[1\],\ \[2\]</sup> | |
| - |  |
| - | |
| + |  |
| + | |
| **Figura 4 -** Animação ilustrativa de uma embarcação GNL | |
| O armazenamento do gás natural pode ser em: | |
| @@ 186,6 191,7 @@ | |
| Em suma, Portugal é um dos países da União Europeia com reservas acima | |
| dos 90% de capacidade. | |
| + | |
| ## Aplicações | |
| O gás natural tem vindo a assumir um papel cada vez mais relevante no | |
| @@ 200,17 206,19 @@ | |
| <sup>\[1\],\ \[2\] </sup> | |
|  | |
| - | |
| + | |
| **Figura 6 -** Consumo de gás natural por setor nos Estados Unidos da | |
| América | |
| - | ## Principal aplicação |
| + | |
| + | ## Produção de hidrogénio |
| Uma das principais aplicações do gás natural é a produção de hidrogénio | |
| por *steam reforming*. Esta via consiste na reação entre metano e vapor | |
| de água, a qual origina monóxido de carbono e hidrogénio. | |
| <sup>\[1\],\ \[2\]</sup> | |
| + | |
| ## Setor Residencial | |
| Domesticamente, através dos gasodomésticos ???, o gás natural pode ser | |
| @@ 219,7 227,8 @@ | |
| manutenção, da fatura energética tornando-se muito atrativo para | |
| a população. <sup>\[1\],\ \[2\],</sup> <sup>\[7\]</sup> | |
| - | Setor da Mobilidade |
| + | |
| + | ## Setor da Mobilidade |
| O gás natural tem sido muito requisitado nos transportes públicos, | |
| transportes individuais, nos transportes marítimos, pesados e na | |
| @@ 237,6 246,7 @@ | |
| menos odor quando comparados aos automóveis que utilizam combustíveis | |
| tradicionais. <sup>\[7\]</sup> | |
| + | |
| ## Setor da Indústria | |
| Ao ser versátil pode ser utilizado em diversos setores como cerâmica, | |
| @@ 251,6 261,7 @@ | |
| poluente, a manutenção é mais fácil, mais económica e menos frequente. | |
| <sup>\[7\]</sup> | |
| + | |
| ## Setor Terciário | |
| Este setor abrange as atividades de serviços que utilizam o gás natural | |
| @@ 263,7 274,8 @@ | |
| combustíveis. Além disso, é altamente compatível com equipamentos de | |
| climatização e de *catering*. <sup>\[7\]</sup> | |
| - | # Uso industrial |
| + | |
| + | ## Uso industrial |
| Como utilidade o gás natural pode ser utilizado em inúmeras instalações | |
| auxiliares nos mais variados processos: | |
| @@ 276,7 288,8 @@ | |
| de água sem tanque. Por norma, as suas eficiências rondam os 70%. | |
| <sup>\[1\],\ \[2\]</sup> | |
| - |  |
| + |  |
| **Figura 7 -** Representação do equipamento aquecedor de água por | |
| contacto direto. <sup>\[17\]</sup> | |
| @@ 291,7 304,7 @@ | |
| natural permite a redução da emissão de gases nocivos. | |
| <sup>\[1\],\ \[2\]</sup> | |
| - |  |
| + |  |
| **Figura 8 -** Imagem ilustrativa de uma caldeira a gás natural | |
| @@ 309,7 322,8 @@ | |
| gradiente que permite a remoção eficaz de calor do ar. | |
| <sup>\[1\],\ \[2\]</sup> | |
| - |  |
| + |  |
| **Figura 9-** Imagem ilustrativa do funcionamento de uma Bomba de calor | |
| de absorção de gás <sup>\[18\]</sup> | |
| @@ 327,14 341,15 @@ | |
| <sup>\[1\],\ \[2\]</sup> | |
|  | |
| - | |
| + | |
| **Figura 10 -** Imagem ilustrativa da planta de um ciclo combinado | |
| <sup>\[15\]</sup> | |
| - | # **Segurança e emissões gasosas** |
| - | ## Efeitos da Exposição ao Gás Natural |
| + | ## Segurança e emissões gasosas |
| + | |
| + | ### Efeitos da Exposição ao Gás Natural |
| O gás natural oferece riscos ao ser humano através da sua inalação e/ou | |
| exposição, causando dificuldades respiratórias, dor de cabeça, náuseas, | |
| @@ 342,7 357,7 @@ | |
| consciência, de coordenação motora ou até à morte por asfixia. | |
| <sup>\[1\],\ \[2\]</sup> | |
| - | ## Medidas de Segurança do Gás Natural |
| + | ### Medidas de Segurança no uso do Gás Natural |
| O vazamento deste combustível pode rapidamente apresentar risco de | |
| explosão, sendo apenas necessária a concentração de 5% do volume para | |
| @@ 357,7 372,7 @@ | |
| gases e materiais perigosos do ambiente, as propriedades do gás natural | |
| e o fluxo de ar do local. <sup>\[1\],\ \[2\]</sup> | |
| - | ## Comportamento e Riscos do Gás Natural em Caso de Fuga |
| + | ### Comportamento e Riscos do Gás Natural em Caso de Fuga |
| Em caso de fuga, tendo em conta que, a condições normais (1 atm e 25°C), | |
| a sua densidade (0.648 kg/m3) é inferior à densidade do ar (1.184 kg/m3) | |
| @@ 373,7 388,7 @@ | |
| oxigénio levará a mudanças de comportamento e a um zumbido no ouvido. | |
| <sup>\[1\],\ \[2\]</sup> | |
| - | ## Emissões |
| + | ### Emissões |
| A decomposição do gás natural produz óxidos de carbono (CO<sub>x</sub>), | |
| óxidos de enxofre (SO<sub>x</sub>) e óxidos de nitrogénio | |
| @@ 411,7 426,8 @@ | |
| em que a economia mundial atinge a neutralidade carbónica. | |
| <sup>\[1\],\ \[2\]</sup> | |
| - | # **Vantagens e desvantagens** |
| + | |
| + | ## Vantagens e desvantagens da utilização de Gás Natural |
| Atualmente, pretende-se que seja atingida a utilização de energias 100% | |
| renováveis. Com esse foco a utilização de gás natural, como fonte de | |
| @@ 484,7 500,8 @@ | |
| com o gás natural, pois o risco de explosão é real e evitável. | |
| <sup>\[1\],\ \[2\]</sup> | |
| - | # **Sustentabilidade e o seu futuro** |
| + | |
| + | ## Sustentabilidade e usos futuros |
| <span class="mark">A transição para uma economia de baixo carbono é um | |
| dos grandes desafios do nosso tempo.</span> Requer o comprometimento de | |
| @@ 519,7 536,8 @@ | |
| a necessidade de promover o desenvolvimento sustentável. | |
| <span class="mark"><sup>\[3\],\ \[4\]</sup></span> | |
| - | # **Estudo de mercado** |
| + | |
| + | ## Dados de mercado |
| O consumo de gás natural em Portugal é geralmente dividido em dois | |
| segmentos principais: <sup>\[8\]</sup> | |
| @@ 575,10 593,11 @@ | |
|  | |
| - | |
| + | |
| **Figura 13 -** Preços médios nas bandas de consumo mais representativas | |
| de Portugal <sup>\[16\]</sup> | |
| + | |
| ## Referências | |
| \[1\] Carvalho Brigite Jorge da Silva, Lemos Carolina Neves, Tarefa 1 - | |
| @@ 644,7 663,7 @@ | |
| Consultado em fevereiro de 2025. | |
| \[16\] Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos. (2024). “*Boletim | |
| - | Comparação Preços Gás Natural Eurostat”: 1.º Semestre 2024*. Lisboa |
| + | Comparação Preços Gás Natural Eurostat”: 1.º Semestre 2024*. Lisboa |
| \[17\] Energir, Direct contact water heater, Instantaneous production of | |
| massive quantities of sanity hot water, | |
| [<u>https://energir.com/en/business/customer-centre/equipment/all/direct-contact-water-heater</u>](https://energir.com/en/business/customer-centre/equipment/all/direct-contact-water-heater). | |
| @@ 653,3 672,4 @@ | |
| \[18\] HPAC engineering, Absorption-Heat-Pump/Boiler Systems, | |
| [<u>https://www.hpac.com/heating/article/20927530/absorption-heat-pump-boiler-systems</u>](https://www.hpac.com/heating/article/20927530/absorption-heat-pump-boiler-systems). | |
| Consultado em fevereiro de 2025. | |
| + | |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s Natural/image1.png .. Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s natural/image1.png | |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s Natural/image10.png .. Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s natural/image10.png | |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s Natural/image11.png .. Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s natural/image11.png | |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s Natural/image12.png .. Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s natural/image12.png | |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s Natural/image13.png .. Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s natural/image13.png | |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s Natural/image2.png .. Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s natural/image2.png | |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s Natural/image3.png .. Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s natural/image3.png | |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s Natural/image4.gif .. Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s natural/image4.gif | |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s Natural/image5.png .. Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s natural/image5.png | |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s Natural/image6.png .. Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s natural/image6.png | |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s Natural/image7.gif .. Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s natural/image7.gif | |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s Natural/image8.png .. Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s natural/image8.png | |
| Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s Natural/image9.png .. Utilidades industriais/Fontes de energia/G\303\241s natural/image9.png | |
| Utilidades industriais/Gases industriais/Azoto.md .. | |
| @@ 1,6 1,23 @@ | |
| + | <!-- |
| + | --- |
| + | title: Azoto |
| + | author: |
| + | - Ana Pocinho |
| + | - André Casaleiro |
| + | date: 2024-02-28 |
| + | tags: #utilidades |
| + | --- |
| + | --> |
| + | |
| # Azoto | |
| - | **Trabalho realizado por: Ana Pocinho, André Casaleiro** |
| + | - **Autor**: |
| + | - Ana Pocinho |
| + | - André Casaleiro |
| + | - Data: 2024-02-28 |
| + | --- |
| + | |
| + | # Azoto |
| O azoto ou nitrogénio é um gás inerte que compõe 78% da atmosfera da | |
| Terra, em volume. Este é um elemento químico gasoso, não metálico, | |
| @@ 8,7 25,8 @@ | |
| normais de pressão e temperatura não se combina com nenhum outro | |
| elemento e é incapaz de entrar em combustão. | |
| - | <u>História</u> |
| + | |
| + | ## História |
| Foi descoberto em 1772 em Edimburgo, Escócia, pelo cientista Daniel | |
| Rutherford enquanto escrevia a sua tese de doutoramento. Rutherford | |
| @@ 18,7 36,8 @@ | |
| manter vida. Foi, mais tarde, o químico francês Antoine Laurent de | |
| Lavoisier que lhe atribuiu a designação de azoto entre 1775 e 1776. | |
| - | <u>Ciclo do azoto</u> |
| + | |
| + | ## Ciclo do azoto |
| O azoto é um dos elementos mais importantes para a vida, pois | |
| encontra-se na constituição das proteínas, ácidos nucleicos e outros | |
| @@ 40,7 59,7 @@ | |
| químicas naturais (fixação atmosférica) através da ação de relâmpagos | |
| cujos têm a capacidade de, mediante a água e o oxigénio, gerar espécies | |
| químicas reativas aptas a atacarem o azoto formando | |
| - | *H**N**O*<sub>3</sub>, que se mistura com a água da chuva. A fixação |
| + | *HNO*<sub>3</sub>, que se mistura com a água da chuva. A fixação |
| pode decorrer, por outro lado, por reações químicas industriais (fixação | |
| industrial) por meio do processo Haber-Bosch, produzindo amónia, | |
| amplamente utilizada na indústria de fertilizantes. É possível ainda que | |
| @@ 61,21 80,22 @@ | |
| O nitrato não absorvido pelas plantas pode retornar então à atmosfera | |
| como azoto gasoso, através de um processo de redução por algumas | |
| - | bactérias anaeróbias, designado desnitrificação.<sup>\[4\]\[5\]</sup> |
| + | bactérias anaeróbias, designado desnitrificação.[^4][^5] |
|  | |
| - | Figura 1: Ciclo do azoto em ecossistemas florestais.<sup>\[5\]</sup> |
| + | Figura 1: Ciclo do azoto em ecossistemas florestais.[^5] |
| - | <u>Formas de obtenção de azoto para utilização industrial</u> |
| + | |
| + | ## Formas de obtenção de azoto para utilização industrial |
| O azoto não está disponível no seu estado puro uma vez que se encontra | |
| misturado com 21% de oxigénio e pequenas quantidades de outros | |
| - | gases.<sup>\[1\]</sup> Uma vez que este gás não pode ser utilizado |
| + | gases.[^1] Uma vez que este gás não pode ser utilizado |
| diretamente sem separação, existem dois tipos de obtenção de azoto: | |
| separação por membranas e o PSA (Pressure Swing Adsorption). | |
| - | - Obtenção de azoto através da separação por membranas<sup>\[2\]</sup> |
| + | ### Obtenção de azoto através da separação por membranas[^2] |
| A obtenção de azoto por membrana é adequada para necessidades de | |
| produção deste gás de elevado fluxo no local. Este método utiliza um | |
| @@ 90,9 110,9 @@ | |
| taxa mais lenta, o azoto, continua através dos poros da membrana e sai | |
| como gás produto na extremidade da membrana. | |
| - |  |
| + |  |
| - | Figura 2- Esquema da separação do azoto por membrana.<sup>\[2\]</sup> |
| + | Figura 2- Esquema da separação do azoto por membrana.[^2] |
| O cálculo da produção ideal de azoto a partir de membranas é complexo, | |
| dependendo de vários fatores, incluindo a queda de pressão através da | |
| @@ 100,7 120,7 @@ | |
| pureza desejada na saída. | |
| - Obtenção de azoto através da adsorção por variação de pressão | |
| - | (PSA)<sup>\[3\]</sup> |
| + | (PSA)[^3] |
| A obtenção de azoto por PSA é adequada para quando os requisitos de | |
| produção de gás são possuir um elevado valor de pureza e elevado fluxo. | |
| @@ 133,16 153,17 @@ | |
| Métodos de obtenção de azoto para utilizações industriais. | |
| - | <u>Utilidades do azoto na indústria</u> |
| + | |
| + | ## Utilização do azoto na indústria |
| Apesar da sua caraterística de baixa reatividade em condições normais de | |
| pressão e temperatura, o azoto tem um papel que se considera quase único | |
| no contexto industrial visto ser uma molécula com propriedades inertes e | |
| versáteis que tornam este gás essencial a diversos tipos de | |
| - | indústria.<sup>\[6\]\[7\]</sup> As principais aplicações do azoto na |
| + | indústria.[^6][^7] As principais aplicações do azoto na |
| indústria incluem: | |
| - | - Atuar como fertilizante |
| + | ### Ação como fertilizante |
| O azoto tem a capacidade de ser um nutriente essencial para as plantas, | |
| sendo a base para a produção de fertilizantes nitrogenados. Este gás | |
| @@ 151,7 172,7 @@ | |
| produção industrial de amónia é conhecido como Haber-Bosch, em alusão | |
| aos seus criadores. | |
| - | - Criar ambientes inertes |
| + | ### Criação de ambientes inertes |
| Determinadas indústrias necessitam de equipamentos industriais, como | |
| reatores químicos ou tanques de armazenamento, que requerem atmosferas | |
| @@ 168,7 189,7 @@ | |
| utilizados como aditivos alimentares em carnes, já que auxiliam na sua | |
| conservação e fixação da cor. | |
| - | - Reduzir riscos de incêndio e explosão |
| + | ### Redução de riscos de incêndio e explosão |
| Como sabemos, a reação de combustão de qualquer tipo material só ocorre | |
| se houver presença de oxigénio no ambiente. Considerando este facto | |
| @@ 180,7 201,7 @@ | |
| lâmpada evita a combustão devido à presença de azoto gasoso que | |
| substitui o ar cheio de oxigénio. | |
| - | - Atuar como gás de purga |
| + | ### Actuação como gás de purga |
| A purga é um método fundamental de inertização na indústria utilizado | |
| nas correntes de processos que requerem este tipo de limpeza. É um | |
| @@ 195,14 216,15 @@ | |
| eficiência neste tipo de funções, sendo um exemplo de aplicação a | |
| indústria química. | |
| - | <u>Desvantagens da utilização do azoto na indústria</u> |
| + | |
| + | ## Limitações na utilização do azoto na indústria |
| Os compostos de azoto são conhecidos pelo seu potencial explosivo, uma | |
| vez que estão presentes no trinitrotolueno (TNT) e na nitroglicerina. | |
| Por exemplo, em 2020, mais especificamente dia 4 de agosto, um incêndio | |
| no porto da cidade de Beirute, capital do Líbano, provocou a explosão de | |
| uma carga de nitrato de amónio (rico em azoto), cuja utilização seria | |
| - | para fabricação de fertilizantes.<sup>\[4\]</sup> |
| + | para fabricação de fertilizantes.[^4] |
| Outro problema associado ao azoto está relacionado com possíveis falhas | |
| nos equipamentos em que é armazenado. Usualmente, este gás é armazenado | |
| @@ 210,42 232,24 @@ | |
| equipamento que libertem o gás para um ambiente com défices de | |
| circulação de ar, vai provocar uma diminuição da concentração de | |
| oxigénio na atmosfera criando um ambiente anóxico podendo causar | |
| - | sintomas como fadiga, tonturas ou asfixia.<sup>\[8\]</sup> |
| + | sintomas como fadiga, tonturas ou asfixia.[^8] |
| + | |
| - | **Bibliografia** |
| + | ## Referências |
| - | \[1\] - MVS Engineering. “Various nitrogen gas uses for industrial |
| - | purposes” Disponível em: |
| - | <https://www.mvsengg.com/blog/various-nitrogen-gas-uses-for-industrial-purposes/.> |
| - | \[Consultado em 21/02/2025\] |
| + | [^1]: MVS Engineering. “Various nitrogen gas uses for industrial purposes”, Disponível em: <https://www.mvsengg.com/blog/various-nitrogen-gas-uses-for-industrial-purposes> [Consultado em 21/02/2025] |
| - | \[2\] - MVS Engineering. “PSA Nitrogen Generator” Disponível em: |
| - | <https://www.mvsengg.com/products/nitrogen/psa-nitrogen/.> \[Consultado |
| - | em 23/02/2025\] |
| + | [^2]: MVS Engineering. “PSA Nitrogen Generator”, Disponível em: <https://www.mvsengg.com/products/nitrogen/psa-nitrogen/> [Consultado em 23/02/2025] |
| - | \[3\] - MVS Engineering. “Membrane Nitrogen Generator” Disponível em: |
| - | <https://www.mvsengg.com/products/nitrogen/membrane-nitrogen/.> |
| - | \[Consultado em 23/02/2025\] |
| + | [^3]: MVS Engineering. “Membrane Nitrogen Generator”, Disponível em: <https://www.mvsengg.com/products/nitrogen/membrane-nitrogen/> [Consultado em 23/02/2025] |
| - | \[4\] –Mundo Educação. “Nitrogénio” Disponível em: |
| + | [^4]: Mundo Educação. “Nitrogénio”, Disponível em: <https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/nitrogenio.htm> [Consultado em 21/02/2023] |
| - | <https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/nitrogenio.htm> \[Consultado |
| - | em 21/02/2023\] |
| + | [^5]: Björsne, A.-K., “The Nitrogen Cycle in Soil – Climate Impact and Methodological Challenges in Natural Ecosystems” (2018), University of Gothenburg. |
| - | \[5\] - Björsne, A.-K., “The Nitrogen Cycle in Soil – Climate Impact and |
| - | Methodological Challenges in Natural Ecosystems” (2018), University of |
| - | Gothenburg. |
| + | [^6]: LINDE Gas. “Drying, Inerting, Blanketing & Purging. Protect Chemicals in Storage and Pipelines”. Disponível em: <https://www.linde-gas.com/industries/chemical/industrial-service-solutions/drying-inerting-blanketing-purging>. [Consultado em 23/02/2025] |
| - | \[6\] - LINDE Gas. “Drying, Inerting, Blanketing & Purging. Protect |
| - | Chemicals in Storage and Pipelines”. Disponível em: |
| - | <https://www.linde-gas.com/industries/chemical/industrial-service-solutions/drying-inerting-blanketing-purging>. |
| - | \[Consultado em 23/02/2025\] |
| + | [^7]: Reinhardt, H.-J., Himmen, H.-R., “Inerting in the chemical industry” , Linde AG, abril, 2010. Disponível em: <https://static.prd.echannel.linde.com/wcsstore/DE\_REC\_Industrial\_Gas\_Store/Assets/anwendungen/White-paper-Inerting-chemical-industry-Englisch.PDF> [Consultado em 23/02/2025]. |
| - | \[7\] - Reinhardt, H.-J., Himmen, H.-R., “Inerting in the chemical |
| - | industry” , Linde AG, abril, 2010. Disponível em: |
| - | https://static.prd.echannel.linde.com/wcsstore/DE\_REC\_Industrial\_Gas\_Store/Assets/anwendungen/White-paper-Inerting-chemical-industry-Englisch.PDF. |
| - | \[Consultado em 23/02/2025\]. |
| + | [^8]: Air Liquide. “Quais são os perigos do azoto?” Disponível em: <https://pt.airliquide.com/solucoes/processos-de-gas-para-montagem-eletronica/quais-sao-os-perigos-do-azoto> [Consultado em 25/02/2025] |
| - | \[8\] - Air Liquide. “Quais são os perigos do azoto?” Disponível em: |
| - | <https://pt.airliquide.com/solucoes/processos-de-gas-para-montagem-eletronica/quais-sao-os-perigos-do-azoto.> |
| - | \[Consultado em 25/02/2025\] |
| Utilidades industriais/Gases industriais/Oxig\303\251nio.md .. | |
| @@ 1,14 1,21 @@ | |
| + | <!-- |
| + | --- |
| + | title: Oxigénio |
| + | author: |
| + | - João Lopes - 2020222693 |
| + | date: 2024-02-28 |
| + | tags: #utilidades |
| + | --- |
| + | --> |
| - | # **Oxigénio** |
| + | # Oxigénio |
| - | Departamento de Engenharia Química da Universidade de Coimbra |
| + | - **Autor**: |
| + | - João Lopes - 2020222693 |
| + | - **Data**: 2024-02-28 |
| + | --- |
| - | Este trabalho foi realizado no âmbito da disciplina de Integração e |
| - | Intensificação de Processos do mestrado de Engenharia Química |
| - | |
| - | **João Lopes - 2020222693** |
| - | |
| - | ## **1. Introdução** |
| + | ## 1. Introdução |
| O oxigénio, elemento essencial à vida na terra, desempenha um papel | |
| fundamental na indústria moderna. Como segundo elemento mais abundante | |
| @@ 24,7 31,8 @@ | |
| sustentabilidade e inovação tecnológica de diversos processos de | |
| produção. | |
| - | ## **2. História** |
| + | |
| + | ## 2. História |
| O oxigénio foi descoberto de forma independente por Carl Wilhelm Scheele | |
| em 1773 e Joseph Priestley em 1774. Antoine Lavoisier, em 1777, deu o | |
| @@ 43,7 51,8 @@ | |
| motor de foguete, com uso de gasolina como combustível e oxigénio | |
| líquido como oxidante.<sup>\[1\]</sup> | |
| - | ## **3. Propriedades físicas** |
| + | |
| + | ## 3. Propriedades físicas |
| > Entre as propriedades físicas do oxigénio podemos destacar as | |
| > seguintes: | |
| @@ 72,12 81,14 @@ | |
| - Condutividade térmica: estado gasoso (0ºC e 1 atm) 0,02674 W/(m.K) e | |
| estado líquido (-183ºC) 0,152 W/(m.K).<sup>\[2\]</sup> | |
| - | ## **4. Produção e separação do Oxigénio** |
| + | |
| + | ## 4. Produção e separação do Oxigénio |
| Atualmente são três os processos mais utilizados para a obtenção do | |
| oxigénio em ambiente industrial: | |
| - | ### **Processo de destilação fracionada do ar** |
| + | |
| + | ### Processo de destilação fracionada do ar |
| O processo de destilação fracionada do ar é o processo mais utilizado em | |
| larga escala pelas indústrias, especialmente para obter oxigénio com | |
| @@ 101,11 112,11 @@ | |
| o oxigénio pode também passar por processos de purificação dependendo da | |
| sua utilização e aplicação. | |
| - | <img src="image1.jpeg"> |
| + |  |
| **Figura 1**: Processo de destilação fracionada do ar. | |
| - | ### **Separação por adsorção (PSA)** |
| + | ### Separação por adsorção (PSA) |
| Este processo baseia-se na capacidade que certos materiais adsorventes | |
| têm em absorver o azoto presente no ar, separando-o do oxigénio. A | |
| @@ 126,11 137,11 @@ | |
| funciona em contínuo em larga escala para permitir a produção de | |
| oxigénio em ciclos contínuos.<sup>\[3\]</sup> | |
| - | <img src="image2.jpeg"> |
| + |  |
| **Figura 2**: Processo de separação por adsorção PSA | |
| - | ### **Separação por membranas** |
| + | ### Separação por membranas |
| A separação por membranas é uma tecnologia mais recente, utilizada para | |
| separar os componentes do ar com base nas suas propriedades físicas e | |
| @@ 149,11 160,12 @@ | |
| oxigénio fica concentrado do lado não permeado. O oxigénio é | |
| posteriormente armazenado e pronto a ser utilizado.<sup>\[4\]</sup> | |
| - | <img src="image3.jpeg"> |
| + |  |
| **Figura 3**: Processo de separação por membranas | |
| - | ## **5. Armazenamento, transporte e segurança** |
| + | |
| + | ## 5. Armazenamento, transporte e segurança |
| O oxigénio pode ser armazenado de duas formas: em estado gasoso, sendo | |
| pressurizado, ou em estado líquido a temperaturas criogénicas. | |
| @@ 198,15 210,16 @@ | |
| adequado para transportar, armazenar e manusear | |
| oxigénio.<sup>\[5\]\[6\]</sup> | |
| - | <img src="image4.jpeg"> |
| + |  |
| **Figura 4**: Tanque criogénico | |
| - | <img src="image5.jpeg"> |
| + |  |
| **Figura 5**: Camião de transporte com tanque criogénico | |
| - | ## **6. Aplicações industriais do Oxigénio** |
| + | |
| + | ## 6. Aplicações industriais do Oxigénio |
| O oxigénio, como já referido anteriormente, é dos gases industriais mais | |
| utilizados na indústria graças às suas propriedades únicas. Entre estas, | |
| @@ 245,7 258,8 @@ | |
| hiperbáricas quando em caso de intoxicações por monóxido de | |
| carbono.<sup>\[1\]\[7\]</sup> | |
| - | ## **7. Conclusão** |
| + | |
| + | ## 7. Conclusão |
| O oxigénio é um elemento fundamental à vida e um recurso essencial na | |
| indústria moderna. É amplamente utilizado desde a indústria química e | |
| @@ 258,34 272,21 @@ | |
| peça fundamental na diminuição do impacto ambiental e na preservação dos | |
| ecossistemas. | |
| - | ## **8. Bibliografia** |
| - | \[1\] Oxigénio, in Wikipédia, disponível em: |
| - | <https://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%A9nio>, (consultado em |
| + | ## Referências |
| + | |
| + | \[1\] Oxigénio, in Wikipédia, disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%A9nio>, (consultado em |
| 24/02/2025). | |
| - | \[2\] Hamilton Company, Properties of Oxygen, disponível em: |
| - | <https://www.hamiltoncompany.com/process-analytics/dissolved-oxygen-knowledge/why-oxygen/properties-of-oxygen>, |
| - | (consultado em 24/02/2025). |
| + | \[2\] Hamilton Company, Properties of Oxygen, disponível em: <https://www.hamiltoncompany.com/process-analytics/dissolved-oxygen-knowledge/why-oxygen/properties-of-oxygen>, (consultado em 24/02/2025). |
| + | |
| + | \[3\] Ferreira, L., Processos cíclicos de adsorção, Slides de Processos de Separação Avançados, Universidade de Coimbra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, 2024/2025. |
| - | \[3\] Ferreira, L., Processos cíclicos de adsorção, Slides de Processos |
| - | de Separação Avançados, Universidade de Coimbra, Faculdade de Ciências e |
| - | Tecnologia, 2024/2025. |
| + | \[4\] Ferreira, L., Membrane Processes, Slides de Processos de Separação Avançados, Universidade de Coimbra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, 2024/2025. |
| - | \[4\] Ferreira, L., Membrane Processes, Slides de Processos de Separação |
| - | Avançados, Universidade de Coimbra, Faculdade de Ciências e Tecnologia, |
| - | 2024/2025. |
| + | \[5\] Linde Portugal, Conselhos de segurança, disponível em: <https://www.linde-gas.pt/shop/pt/pt-ig/conselhos-de-seguranca>, (consultado em 24/02/2025). |
| - | \[5\] Linde Portugal, Conselhos de segurança, disponível em: |
| - | <https://www.linde-gas.pt/shop/pt/pt-ig/conselhos-de-seguranca>, |
| - | (consultado em 24/02/2025). |
| + | \[6\] Air Liquide Brasil, Segurança no trabalho: cuidados na aplicação de gases, disponível em: <https://br.airliquide.com/seguranca-no-trabalho-cuidados-na-aplicacao-de-gases>, (consultado em 24/02/2025). |
| - | \[6\] Air Liquide Brasil, Segurança no trabalho: cuidados na aplicação |
| - | de gases, disponível em: |
| - | <https://br.airliquide.com/seguranca-no-trabalho-cuidados-na-aplicacao-de-gases>, |
| - | (consultado em 24/02/2025). |
| + | \[7\] Gifel-Engenharia de incêndio, Aplicações do Oxigénio no quotidiano, disponível em: <https://www.gifel.com.br/aplicacoes-oxigenio-cotidiano/>, (consultado em 24/02/2024). |
| - | \[7\] Gifel-Engenharia de incêndio, Aplicações do Oxigénio no |
| - | quotidiano, disponível em: |
| - | <https://www.gifel.com.br/aplicacoes-oxigenio-cotidiano/>, (consultado |
| - | em 24/02/2024). |
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