Liquefao de Resduos

Otimizao de Unidade Semi-Industrial e Valorizao dos

Seus Produtos

Flvio Miguel Rocha Oliveira

Dissertao para obteno do Grau de Mestre em

Engenharia Qumica

Orientadores: Dr. Maria Margarida Pires dos Santos Mateus

Dr. Rui Miguel Galhano dos Santos Lopes

Orientador externo: Eng. ngela Maria Jesus de Sequeira Serra Nunes

Jri Presidente: Professor Joo Carlos Moura Bordado

Orientador: Eng. ngela Maria Jesus de Sequeira Serra Nunes

Vogal: Professor Francisco Manuel da Silva Lemos

Julho 2016

ii

iii

I. Agradecimentos

Quero agradecer aos meus orientadores Dr. Maria Margarida Pires dos Santos Mateus

e Dr. Rui Miguel Galhano dos Santos Lopes, bem como ao Professor Doutor Joo Carlos Moura

Bordado pela orientao, disponibilidade, comentrios e sugestes que me fizeram desenvolver

o melhor trabalho possvel.

Eng. ngela Maria Jesus de Sequeira Serra Nunes o meu muito obrigado por tudo,

desde a oportunidade que me deu de ter estagiado numa grande empresa como a Secil bem

como todo o apoio que me prestou, confiando sempre em mim. Estou-lhe grato por ter tido esta

oportunidade.

Eng. Diana Correia agradeo toda a ajuda que me concedeu. Foi fundamental o seu

contributo no desenvolvimento do meu trabalho.

Uma palavra tambm para o Eng. Vtor Vermelhudo, Eng. Jorge Galvo, bem como

para todo o pessoal do Centro de Desenvolvimento de Aplicaes de Cimento e do Laboratrio

de Qualidade do Outo pela rpida integrao que me proporcionaram e pela disponibilidade

demonstrada.

Agradeo tambm a todos os meus colegas que me acompanharam durante o percurso

acadmico, especialmente Raquel e ao Felipe por todos os momentos que passmos ao longo

do mestrado, os quais nunca esquecerei. Muito obrigado.

Por fim, um enorme obrigado aos meus pais. Sem vocs nada disto teria sido possvel.

iv

v

II. Resumo

Neste trabalho estudou-se a otimizao e valorizao do bio-leo obtido numa instalao

piloto semi-industrial de liquefao de biomassa, tendo como finalidade a utilizao deste produto

como biocombustvel no forno de produo de clnquer branco da empresa CMP, pertencente

ao Grupo Secil.

De forma a melhorar a qualidade do produto foram feitos diversos melhoramentos

instalao piloto tais como um novo agitador, aumento de potncia de agitao e nova disposio

das serpentinas no reator. Os resultados destas alteraes ainda no so conhecidos.

Com o intuito de legalizar o bio-leo foram estudados diversos enquadramentos

normativos, sendo a norma ASTM D 7544 e a especificao nacional do fuelleo presente no

Decreto-Lei N142/2010 os mais adequados devido similaridade de aplicaes. Para estes

enquadramentos foi feito um guia de caracterizao de propriedades fsicas com descrio dos

mtodos de ensaio, sendo que o LQLO apenas consegue realizar dois mtodos: poder calorfico

(ASTM D 240) e teor de gua (ASTM E 203). A nvel nacional apenas a especificao do fuelleo

pode ser satisfeita pelas entidades laboratoriais acreditadas. Foi feito o enquadramento do bio-

leo industrial (cortia e CDR) nas normas do fuelleo nacional, gasleo (EN 590) e biodiesel

(EN 14214), tendo a do fuelleo gerado melhores resultados.

Nos ensaios laboratoriais fez-se um estudo da influncia das variveis operatrias,

sendo que o melhor rendimento obtido foi de 72%, considerando como condies timas estilha

de pinho seca, maior granulometria e 30 minutos de swelling a quente. Fez-se um pr-tratamento

com soluo de Al2(SO4)3, tendo-se obtido melhores resultados utilizando biomassas hmidas.

Palavras-chave: liquefao, bio-leo, instalao piloto, combustvel, normas, enquadramento.

vi

vii

III. Abstract

In this work it was studied the optimization and upgrading of bio-oil obtained in an semi-

industrial pilot plant biomass liquefaction, with the purpose to use this product as biofuel in furnace

for white clinker production from CMP company, which belongs to Secil Group.

In order to improve the quality of the product, several improvements to the pilot plant were

made such as a new stirrer, increased stirring power and new arrangement of the coils in the

reactor. The results of these changes are not yet known.

In order to legalize bio-oil, different regulatory frameworks were studied, with the ASTM

D 7544 and the national specification of fuel oil (Decree 142/2010) proving to be the most suitable

standards due to the similarity of applications. For these standards it was made a guide for

physical property characterization with description of test methods wherein LQLO can only

perform two methods: calorific value (ASTM D 240) and water content (ASTM E 203). Nationally,

only the fuel oil specification can be met by accredited laboratory entities. It was made the

framework of industrial bio-oil (cork and RDF) in the national fuel oil, diesel fuel (EN 590) and

biodiesel (EN 14214) standards, generating better results in the framework of fuel oil standard.

In laboratory tests, a study on the influence of operational variables in the process was

made, in which the best yield was 72%, given as optimal conditions large dried pine chips and 30

minutes of swelling under heat. A pre-treatment with aluminum sulfate solution was made, yielding

best results using wet biomass.

Keywords: liquefaction, bio-oil, pilot plant, fuel, standards, framework.

viii

ix

IV. ndice

I. Agradecimentos ................................................................................................................... iii

II. Resumo ................................................................................................................................ v

III. Abstract ............................................................................................................................... vii

IV. ndice ..................................................................................................................................... ix

V. ndice de Figuras ................................................................................................................. xii

VI. ndice de Tabelas ................................................................................................................ xiv

VII. Abreviaturas ......................................................................................................................... xv

1. Introduo .............................................................................................................................. 1

Energias Renovveis ......................................................................................................... 1

Biomassa ............................................................................................................................ 2

Definio ...................................................................................................................... 2

Tipos de Biomassa ...................................................................................................... 3

Produtos da Biomassa ................................................................................................ 4

Processos de Converso de Biomassa ............................................................................. 4

Combusto .................................................................................................................. 5

Gaseificao ................................................................................................................ 5

Pirlise ......................................................................................................................... 6

Liquefao ................................................................................................................... 7

Tipos de Liquefao ............................................................................................. 7

Etapas Fsico-qumicas do Processo de Liquefao Direta ................................ 8

Parmetros que Influenciam a Performance da Liquefao Direta ..................... 8

Solventes ............................................................................................................ 12

Liquefao versus Pirlise Rpida ................................................................................... 13

2. Projeto Energreen ............................................................................................................... 14

Enquadramento do Projeto .............................................................................................. 14

Reviso Bibliogrfica ........................................................................................................ 14

Instalao Piloto Semi-Industrial ...................................................................................... 15

Descrio do Processo .................................................................................................... 16

Alteraes Futuras ao Projeto .......................................................................................... 19

3. Enquadramento Normativo do Produto ............................................................................... 20

Processo de Normalizao do Bio-leo ........................................................................... 20

Normas de Combustveis ................................................................................................. 22

Combustveis Fsseis ............................................................................................... 22

GPL .................................................................................................................... 23

GPL Carburante ................................................................................................. 23

............................................................................................................ 23

Petrleos ............................................................................................................ 24

Gasleos ............................................................................................................ 24

x

Gasleo de Aquecimento ................................................................................... 25

Fuelleo .............................................................................................................. 25

Jet A-1 ................................................................................................................ 26

Biocombustveis ........................................................................................................ 26

............................................................................................................. 26

Bioetanol............................................................................................................. 27

leos Vegetais ................................................................................................... 27

Bio-leo de Pirlise (FPBO) ............................................................................... 28

....................................................... 30

Guia de Caracterizao de Propriedades Fsicas do Bio-leo Para Enquadramento

Normativo ................................................................................................................................ 32

Homogeneidade e Amostragem ............................................................................... 32

Homogeneizao ............................................................................................... 32

Amostragem ....................................................................................................... 33

......................................................................... 33

Homogeneizao por Adio de Solvente ......................................................... 34

Mtodos de Ensaio .................................................................................................... 35

Entidades Acreditadas a Nvel Nacional que Realizam Mtodos de Ensaio para os

Enquadramentos Escolhidos ................................................................................................... 40

Bio-leo de Pirlise (ASTM D 7544) ......................................................................... 41

Fuelleo (Decreto-Lei N142/2010)........................................................................... 42

Resultados do Enquadramento Normativo ...................................................................... 43

Economia Circular ............................................................................................................ 45

4. Atividade Laboratorial .......................................................................................................... 47

Procedimento Experimental ............................................................................................. 47

Materiais .................................................................................................................... 47

....................................................................................... 48

Procedimento ............................................................................................................ 48

Pr-ensaio .......................................................................................................... 48

Determinao da Humidade da Biomassa ......................................................... 48

Pesagem de Reagentes ..................................................................................... 50

Pr-tratamento ................................................................................................... 50

Ensaio Reacional ............................................................................................... 51

Separao .......................................................................................................... 52

Resultados Experimentais................................................................................................ 54

Anlise da Influncia das Condies Operatrias .................................................... 54

Caracterizao dos Liquefeitos e Resduos .............................................................. 60

5. Concluses .......................................................................................................................... 62

6. Bibliografia ........................................................................................................................... 65

7. Anexos ................................................................................................................................. 74

xi

Normas de Combustveis Fsseis ................................................................................... 74

Normas de Biocombustveis............................................................................................. 86

Entidades Acreditadas ..................................................................................................... 88

Caracterizao de Amostras Laboratoriais ...................................................................... 91

xii

V. ndice de Figuras

Figura 1.1 - Procura total de energia primria na Unio Europeia.4 ............................................. 1

Figura 1.2 Quotas de consumo de fontes de energia renovveis na Unio Europeia.6 ............ 2

Figura 1.3 - Produo de energia renovvel em Portugal no ano de 2014.7 ................................ 3

Figura 1.4 - Tipos de biomassa produzidos em Portugal para fins energticos em 2014.7 ......... 4

Figura 1.5 - Processos de converso de biomassa, produtos e aplicaes.11 ............................. 4

Figura 1.6 - Passos reacionais bsicos para a liquefao direta de biomassa.24 ........................ 8

Figura 2.1 - Instalao piloto semi-industrial (alado principal). ................................................. 15

Figura 2.2 - Instalao piloto semi-industrial (conjunto em perspetiva). ..................................... 16

Figura 2.3 Etapas gerais do processo de liquefao cida. .................................................... 16

Figura 2.4 Interior do reator serpentinas e agitador. ............................................................. 18

Figura 2.5 Display do processo. ............................................................................................... 19

Figura 3.1 - Princpios base do processo de normalizao.51 .................................................... 21

Figura 3.2 Intervalos de destilao com exemplos de pontos de corte (temperaturas

fronteira).53 ................................................................................................................................... 22

Figura 3.3 Exemplo de um dispositivo de mistura (Inotec VISCO JET VJ350) adequado para

o lquido de pirlise em contentores de 1m3.86 ........................................................................... 32

Figura 3.4 Exemplo de amostra de bio-leo homogneo (uma fase), observado por

microscopia Leica DM LS.86 ........................................................................................................ 34

Figura 3.5 - Exemplo de amostra de bio-leo no homogneo (separao de fases), observado

por microscopia Leica DM LS.86 .................................................................................................. 34

Figura 3.6 - Dissoluo do material extrativo na matriz de liquefeito. Note-se que alguns dos

extrativos no se dissolvem em lcoois.86 .................................................................................. 35

Figura 3.7 Esquema resumo do processo de acreditao.102.................................................. 40

Figura 3.8 Economia circular.105 ............................................................................................... 45

Figura 4.1 - Montagem laboratorial de ensaio reacional. ............................................................ 52

Figura 4.2 - Montagem de filtrao a vcuo. ............................................................................... 52

Figura 4.3 Efeito do tempo de swelling a quente na converso de estilha de pinho com

proporo DEG:2EH de 1:3. ....................................................................................................... 54

Figura 4.4 Estilha de pinho. Granulometria (da esquerda para a direita): grossa, mdia e

fina ........................................................................................................................................... 55

Figura 4.5 Efeito da granulometria na converso de estilha de pinho, sem swelling e com

proporo DEG:2EH de 1:3. ....................................................................................................... 55

Figura 4.6 Efeito da humidade na converso de estilha de pinho, sem swelling e com

proporo DEG:2EH de 1:3. ....................................................................................................... 56

Figura 4.7 Ensaios com otimizao das condies operatrias .............................................. 56

Figura 4.8 Efeito do tempo de pr-tratamento, com posterior swelling de 30 minutos. ........... 57

Figura 4.9 Condensado obtido pelo pr-tratamento com soluo de Al2(SO4)3 ...................... 57

Figura 4.10 Efeito do tempo reacional na converso de estilha de pinho, utilizando pr-

tratamento. .................................................................................................................................. 58

Figura 4.11 Efeito da humidade na converso de dregs e grits, sem swelling e com proporo

DEG:2EH de 3:1. ......................................................................................................................... 58

xiii

Figura 4.12 Efeito da humidade e do pr-tratamento na converso de biomassa de

desmatamento sem swelling e com proporo DEG:2EH de 1:3. .............................................. 59

Figura 4.13 Resduo obtido aps liquefao. ........................................................................... 60

Figura 4.14 Liquefeito de estilha de pinho.. ............................................................................. 60

xiv

VI. ndice de Tabelas

Tabela 1.1 Tipos de biomassa e seus exemplos.9 ..................................................................... 3

Tabela 1.2 Parmetros fsicos e qumicos que influenciam a performance da liquefao

direta.1,16 ........................................................................................................................................ 9

Tabela 1.3 Vantagens e desvantagens dos tipos de solventes utilizados na liquefao.24 .... 12

Tabela 3.1 Processos comerciais de produo de bio-leo por pirlise rpida.77 ................... 28

Tabela 3.2 - Norma ASTM D 7544-12 para bio leo produzido a partir de pirlise

rpida.48,79,80,81,82,83 ....................................................................................................................... 28

Tabela 3.3 Composies do bio-leo.84,85 ................................................................................ 30

Tabela 3.4 Lista de normas que no se enquadram nas caractersticas do bio-leo

produzido.. ................................................................................................................................... 30

Tabela 3.5 Enquadramento final do bio-leo produzido. ......................................................... 31

Tabela 3.6 Mtodos de ensaio, normas aplicveis, viabilidade e recomendaes para uso em

bio-leo. ....................................................................................................................................... 35

Tabela 3.7 Propriedades e condies operatrias do bio-leo industrial utilizado no

enquadramento. .......................................................................................................................... 43

Tabela 3.8 Resultado do enquadramento do bio-leo na norma EN 590 (gasleo). .............. 43

Tabela 3.9 Resultado do enquadramento do bio-leo na norma EN 14214 (biodiesel

FAME).. .................................................................................................................................... 44

Tabela 3.10 Resultado do enquadramento do bio-leo na especificao do fuelleo n4 BTE,

presente no DL N142/2010. ....................................................................................................... 45

Tabela 4.1 Caracterizao da biomassa (estilha de pinho), liquefeito e seu resduo. ............ 60

Tabela 7.1 - Norma nacional de especificao do GPL.54 .......................................................... 74

Tabela 7.2 - Norma nacional de especificao do GPL carburante.54 ........................................ 75

Tabela 7.3 - Norma nacional de especificao das gasolinas.54 ................................................ 76

Tabela 7.4 - Norma nacional de especificao dos petrleos.54 ................................................. 78

Tabela 7.5 - Norma nacional de especificao dos gasleos.54 ................................................. 79

Tabela 7.6 - Norma nacional de especificao do gasleo de aquecimento.54 .......................... 80

Tabela 7.7 Norma nacional de especificao dos fuelleos.48,54 ............................................. 80

Tabela 7.8 - Especificaes de combustvel para turbinas de gs.66 ......................................... 81

Tabela 7.9 Especificaes para combustveis navais destilados.67......................................... 82

Tabela 7.10 Especificaes para combustveis navais residuais.67 ........................................ 83

Tabela 7.11 Norma de especificao do Jet A-1.70.................................................................. 84

Tabela 7.12 Norma europeia de especificao do biodiesel (FAME) EN 14214:2012.72 ..... 86

Tabela 7.13 Norma europeia de especificao do bioetanol EN 15376:2014.74 .................. 87

Tabela 7.14 Norma alem de especificao do leo vegetal de colza DIN 51605:2010.76 .. 87

Tabela 7.15 - Entidades acreditadas em diversas reas de interveno que realizam os

mesmos mtodos de anlise impostos pela norma. ................................................................... 88

Tabela 7.16Atribuio das entidades a cada propriedade imposta pela norma ASTM D7544 89

Tabela 7.17 Atribuio das entidades a cada propriedade imposta pelo DL N142/2010 para o

fuelleo. ....................................................................................................................................... 90

Tabela 7.18 Caracterizao de liquefeitos laboratoriais feita no LQLO. ................................. 91

xv

VII. Abreviaturas

(m/m) Percentagem em massa

(v/v) Percentagem em volume

2EH 2-Etilhexanol

5-HMF Hidroximetilfurfural

Al2(SO4)3 Sulfato de alumnio

AlCl3 Cloreto de alumnio

AFQRJOS - Aviation Fuel Quality

Requirements for Jointly Operated Systems

AFNOR Association Francaise de

Normalisation

ASTM American Society for Testing and

Materials

ATE Alto Teor de Enxofre

BtL Biomass to Liquid

BOCLE - Ball-on-Cyhder Lubricity Evaluator

BTE Baixo Teor de Enxofre

Cn Hidrocarbonetos com n tomos de

carbono

Ca Clcio

CH4 Metano

CO Monxido de carbono

CO2 Dixido de carbono

CDR Combustveis Derivados de Resduos

CE Comisso Europeia

CEN European Committee for

Standardization

CENELEC European Committee for

Electrotechnical Standardization

CFBE Consumo Final Bruto de Energia

CHN Carbon, Hydrogen, Nitrogen

CLC Companhia Logstica de

Combustveis

CMP Cimentos Maceira e Pataias

DCN - Derived Cetane Number

DEF STAN United Kngdom Defence

Standard

DEG Dietilenoglicol

DIN Deutsche Institut Fur Normung

DL Decreto-Lei

EG Etilenoglicol

EIA - Eletrnica Industrial de Alverca

EM | URF - Ensaios e Metrologia | Unidade de

Reao ao Fogo

EMPYRO - Energy & Materials from Pyrolysis

EN European Standard

ETAR Estao de Tratamento de guas

Residuais.

ETSI - European Telecommunications

Standards Institute

FAME Fatty Acid Methyl Esters

FER Fontes de Energia Renovveis

FPBO - Fast Pyrolysis Bio-Oil

GPL Gs de Petrleo Liquefeito

GtL Gas to Liquid

H/C Rcio Hidrognio/Carbono

H2 Hidrognio molecular

H2O gua

HCl cido clordrico

H2SO4 cido sulfrico

HTL Hydrothermal Liquefaction

HTU - Hydrothermal Upgrading

I&D Investigao e Desenvolvimento

IEA Internacional Energy Agency

IEC - International Electrotechnical

Commission

INEGI - Instituto de Cincia e Inovao em

Engenharia Mecnica e Engenharia Industrial

IP Instalao Piloto

IP Institute of Petroleum

IPA lcool Isoproplico

IPAC - Instituto Portugus de Acreditao

ISO International Organization for

Standardization

IST Instituto Superior Tcnico

IT L Instruo Tcnica

JFTOT - Jet Fuel Thermal Oxidation Tester

https://en.wikipedia.org/wiki/European_Committee_for_Standardizationhttps://en.wikipedia.org/wiki/European_Committee_for_Standardizationhttp://www.empyroproject.eu/index.php%3Fid%3D10

xvi

JIG - Joint Inspection Group

JIS Japan Industrial Standards

K Potssio

K2CO3 Carbonato de potssio

KF Karl Fischer

KOH Hidrxido de potssio

LAB-MI Laboratrio de Materiais Isolantes

LBK - Labcork (Laboratrio Central do Grupo

Amorim)

LCE - Laboratrio de Calibraes e Ensaios

LFF - Laboratrio de Fumo e Fogo

LNEC - Laboratrio Nacional de Engenharia

Civil

LQLO - Laboratrio de Qualidade do Outo

LRM - Laboratrio da Refinaria de

Matosinhos

LUFAA - Laboratrio da Unidade Fabril de

Adubos de Alverca

Mg Magnsio

MON Motor Octane Number

MSEP Micro-Separometer

Mtoe - Million Tonnes of Oil Equivalent

Na Sdio

Na2CO3 Carbonato de sdio

NaOH Hidrxido de sdio

ppm Partes por milho

ppmv Partes por milho em volume

prEN - Draft European Standard

PCI Poder Calorfico Inferior

PCS Poder Calorfico Superior

PEG Polietilenoglicol

PG Propilenoglicol

PTSO - cido p-toluenosulfnico

PTFE Politetrafluoretileno

RDF Residue Derived from Fuel

Rh Rdio

RON - Research Octane Number

RSU Resduos Slidos Urbanos

S/B Rcio Solvente/Biomassa

S/S Rcio Solvente/Solvente

SGS - Sociedade Geral de Superintendncia

TAN Total Acid Number

TS - Technical Specification

TSE - Total Sediment Existent

http://www.jigonline.com/

1

1. Introduo

Energias Renovveis

As reservas de energia primria fssil encontram-se limitadas, sendo que necessitam de

ser substitudas num futuro muito prximo. neste contexto que surgem as energias renovveis

que, como o prprio nome indica nunca se esgotam, uma vez que esto constantemente a ser

restabelecidas. Energia elica, solar, geotrmica, hidrulica e biomassa so alguns exemplos de

fontes de energias renovveis (FER).1,2

O aumento da utilizao de energias renovveis imprescindvel, tanto por questes de

natureza ambiental como a diminuio das emisses de CO2 responsvel pelo efeito de estufa,

bem como por questes econmicas e demogrficas como o aumento do preo do petrleo e o

crescimento da populao que fazem aumentar a procura de energia e de bens de consumo. 2,3

Figura 1.1 - Procura total de energia primria na Unio Europeia.4

Conforme se pode ver na Figura 1.1, existe um crescimento significativo da procura e

produo de energia a partir de FER, sendo este uma consequncia da evoluo do tratamento

legislativo na Unio Europeia desde o incio do sculo XXI sobre esta temtica (Diretivas

2001/77/CE e 2003/30/CE).

A diretiva mais recente (2009/28/CE) pretende estabelecer um objetivo comum para a

promoo de energia proveniente de FER, fixando objetivos nacionais para a quota global de

energia proveniente destas fontes no consumo final bruto de energia (CFBE) e tambm para a

quota consumida de FER (biocombustveis) no setor dos transportes. Tambm estabelece

critrios de sustentabilidade para os biocombustveis e biolquidos usados na produo de calor

e electricidade.5

0 100 200 300 400 500 600 700

Carvo

Petrleo

Gs

Nuclear

Hidro

Bioenergia

Outras renovveis

Mtoe

1990

2013

2030

2

Figura 1.2 Quotas de consumo de fontes de energia renovveis na Unio Europeia.6

Em termos nacionais, esta diretiva fixou como objetivo de incorporao a percentagem

de 31% de FER no consumo final bruto de energia (CFBE) at 2020 (Figura 1.2). Este contributo

advm do setor de produo de eletricidade (55%), aquecimento e arrefecimento nos setores

da industria, de servios e domstico (30%) e ainda nos transportes (10%) sendo apenas esta

ltima vinculativa.6 Em 2014 o peso das FER no CFBE foi de 27%.7

A produo de energia a partir de FER dever ser sustentvel (ambientalmente,

economicamente e socialmente), sendo que as disposies na diretiva promovem:

Formas de produo que reduzam substancialmente as emisses de gases com efeito

de estufa (ambiental);

Produo a partir de resduos, detritos, material celulsico no alimentar, material

lignocelulsico e algas (ambiental);

Investigao e desenvolvimento de tecnologias de energias renovveis (econmico);

Disponibilidade de gneros alimentcios a um preo acessvel (social).5

Biomassa

Definio

De acordo com a Diretiva 2001/77/CE de 27 de Setembro de 2001, a biomassa constitui

a frao biodegradvel de produtos e resduos da agricultura (incluindo substncias vegetais e

animais), da floresta e das indstrias conexas, bem como a frao biodegradvel dos resduos

industriais e urbanos.8

Este tipo de matria-prima um promissor substituto das matrias-primas fsseis para

produo sustentvel de combustveis e de produtos qumicos, tendo como principais vantagens

o seu baixo custo e ser considerado um recurso natural renovvel, contribuindo desta forma para

a diminuio da pegada de carbono.

3

Em Portugal, nos ltimos anos, cerca de 50% da produo de energias renovveis

provm da biomassa, sendo que 60% desta foi transformada em outras formas de energia,

nomeadamente em centrais termoeltricas e centrais de cogerao.7

Figura 1.3 - Produo de energia renovvel em Portugal no ano de 2014.7

Tipos de Biomassa

Existem vrios tipos de biomassa que, devido sua enorme diversidade tm de ser

tratadas de maneiras especficas para produzirem os mais diversos tipos de produtos. Muitas

fontes de biomassa so produtos sazonais, sendo a madeira lenhocelulsica uma das excees.9

Os principais tipos de biomassa e respetivos exemplos encontram-se evidenciados na Tabela

1.1, sendo de referir que a biomassa verde no pode ser armazenada.

Tabela 1.1 Tipos de biomassa e seus exemplos.9

Tipo de Biomassa Exemplos

Lenhocelulsica Madeira e plantas lenhocelulsicas

Oleaginosas Soja e colza

Culturas de acar Beterraba sacarina e cana-de-acar

Culturas de amido Milho e trigo Biomassa verde Erva, luzerna e trevo

Culturas aquticas Algas, ervas daninhas aquticas e

jacinto-de-gua

Bio resduos

Resduos e subprodutos agrcolas, palha, resduos urbanos e domsticos, bio lamas,

guas residuais com matria orgnica, leos vegetais usados e gorduras animais

Em territrio nacional, os principais tipos de biomassa utilizados para fins energticos

so as lenhas e resduos vegetais/florestais (maior quota), licores sulfitivos (provenientes da

indstria papeleira), pellets e briquetes, biogs e outros tipos de biomassa como fraes

renovveis de resduos slidos urbanos (RSU).7

44%

5%

49%

2%

Energia eletrica

Biocombustveis

Biomassa

Outros renovveis (incluisolar trmico e geotermia debaixa entalpia)

4

Figura 1.4 - Tipos de biomassa produzidos em Portugal para fins energticos em 2014.7

Produtos da Biomassa

Podem ser produzidos trs tipos de combustvel primrio a partir da biomassa:

Lquido (Etanol, biodiesel, metanol, leo vegetal e bio-leo);

Gasoso (biogs (CH4, CO2), gs de produo (CO, H2, CH4, CO2), gs de sntese (CO,

H2) e gs natural (CH4));

Slido (carvo e biomassa torrificada).

Destes, podem ser definidas quatro categorias principais de produtos para aplicao:

Qumicos (metanol, fertilizantes e fibras sintticas);

Energia (calor);

Eletricidade;

Combustvel para transporte (gasolina e diesel).10

Processos de Converso de Biomassa

A biomassa necessita de ser convertida a combustveis slidos, lquidos ou gasosos que

sero usados para gerar eletricidade, fornecer calor ou para mover automveis. Essa converso

feita atravs de processos termoqumicos, bioqumicos e/ou mecnicos. Na Figura 1.5 so

mostrados os diversos processos de converso e seus possveis produtos.

Figura 1.5 - Processos de converso de biomassa, produtos e aplicaes.11

44%

34%

15%

3%

4%Lenhas e resduosvegetais/florestaisLicores sulfitivos

Pellets e briquetes

Biogs

Outra biomassa

5

Os processos mecnicos no so exatamente um processo de converso, uma vez que

eles no alteram o estado fsico da biomassa, apresentando como exemplos a compactao de

resduos na forma de pellets, extrao mecnica de leo em filtro prensa e moagem de palha.

Os processos bioqumicos envolvem a utilizao de enzimas, bactrias e outros

microrganismos para decompor a biomassa. A fermentao para converter acares em etanol

e a digesto anaerbia para produo de biogs so alguns exemplos deste tipo de processos.11

Os processos termoqumicos utilizam calor para converter a biomassa. Possuem

eficincias maiores face aos processos biolgicos em virtude de apresentarem menores tempos

de reao e serem capazes de degradar um maior nmero de compostos orgnicos, sendo por

isso preferenciais em termos industriais. A combusto, gaseificao, pirlise e liquefao so

considerados os principais processos termoqumicos.11,12

Como exemplo da aplicao de alguns destes processos termoqumicos tem-se a

converso de biomassa lenhocelulsica em combustveis lquidos, a produo de etanol obtido

a partir da hidrlise da biomassa, que produz monmeros de acar, seguida de fermentao, o

processo BtL (biomass to liquid), obtido a partir da gaseificao da biomassa seguida da sntese

de Fischer-Tropsch, e a produo de bio-leo atravs de pirlise rpida ou liquefao de

biomassa.13

Combusto

A combusto representa, talvez, a utilizao mais antiga da biomassa, uma vez que a

civilizao se iniciou com a descoberta do fogo. Quimicamente a combusto originada por uma

reao qumica entre oxignio e matria orgnica, originando dois compostos muito estveis:

dixido de carbono (CO2) e gua (H2O).10

Este processo largamente utilizado na produo de calor para o aquecimento de

ambientes e na gerao de vapor em caldeiras que pode ser usado para movimentar turbinas a

vapor com o intuito de gerar eletricidade.14

Tem como principal vantagem a aplicao de tecnologia bem desenvolvida

comercialmente, possuindo inmeros casos de sucesso na Europa e Amrica do Norte,

utilizando resduos florestais, agrcolas e industriais. Por outro lado, a queima de combustvel

com alto teor de humidade, emisses de monxido de carbono devido queima incompleta, o

manuseio de cinzas e dificuldade de fornecer e salvaguardar o fornecimento suficiente de

biomassa para centrais termoeltricas modernas ainda so problemas tcnicos passveis de

serem melhorados.14,15

Gaseificao

A gaseificao um processo em que um lquido ou slido base de carbono, como

biomassa, carvo, bio-leo ou gasleo, reage com o ar, oxignio puro ou vapor, produzindo um

gs intitulado por gs de sntese ou de produo, podendo conter diversos compostos como

monxido de carbono, dixido de carbono, hidrognio, metano e azoto nas mais variadas

propores.13

6

A gaseificao com o ar produz gs de produo, possuindo baixo poder calorfico

(5MJ/m3) devido diluio com azoto, sendo por isso utilizado na queima em turbinas de vapor

para gerar eletricidade ou em caldeiras de vapor.14 A gaseificao com oxignio puro ou com

vapor origina gs de sntese. Este gs constitudo principalmente por monxido de carbono e

hidrognio, possui um poder calorfico mdio (12 a 20 MJ/m3 com oxignio e 15 a 20 MJ/m3 com

vapor), sendo que pode ser convertido em hidrognio, combustveis como gasolina, diesel e

outros qumicos de valor acrescentado como metanol e fertilizantes.14,16

A gaseificao de biomassa compreende as seguintes etapas sequenciais: secagem

para evaporao da humidade; pirlise para obteno de gases, vapores do alcatro ou leos e

resduos slidos de carvo; gaseificao ou oxidao parcial do carvo, alcatro e gases gerados

na pirlise.

As tecnologias de gaseificao de biomassa tm sido demonstradas com sucesso em

larga escala e em vrios projetos, contudo, o seu custo ainda elevado quando comparado com

a energia produzida a partir dos combustveis fsseis. A integrao da gaseificao com outros

sistemas processuais como por exemplo, uma biorrefinaria, fundamental para viabilizar

economicamente este processo termoqumico.14

Pirlise

A pirlise um processo que envolve a decomposio trmica de matria na ausncia

de oxignio. Trata-se da primeira etapa dos processos de combusto e gaseificao. A pirlise

da biomassa produz gs, lquido e slido em vrias propores, dependendo do tipo e das

condies do processo de pirlise. O gs constitudo por monxido de carbono, dixido de

carbono e hidrocarbonetos leves. O lquido de colorao escura denominado de bio-leo e o

slido de carvo vegetal.14

Dependendo das condies operatrias utilizadas, o processo de pirlise da biomassa

pode operar em condies rpidas ou lentas. Na pirlise lenta so utilizados longos tempos de

residncia, favorecendo a produo de carvo vegetal ou de gases conforme se opere a baixas

ou altas temperaturas respetivamente. Temperaturas moderadas e baixos tempos de residncia

favorecem a produo de bio-leo atravs de reaes homogneas que ocorrem na fase gasosa,

sendo este designado por processo de pirlise rpida.14,16

As principais caractersticas do processo de pirlise rpida so:

Elevadas taxas de aquecimento e de transferncia de calor, requerendo uma biomassa

finamente moda;

Temperatura de reao controlada em torno de 500C na fase de vapor, com tempos de

residncia curtos, tipicamente menores que 2 segundos;

Rpido arrefecimento e condensao dos vapores (quenching) de forma a originar o bio-

leo.17

7

Liquefao

Neste processo termoqumico, a biomassa convertida em produtos liquefeitos atravs

de uma complexa sequncia de estruturas fsicas e mudanas qumicas, resultando em

molculas mais pequenas. Estas pequenas molculas so instveis e reativas e podem

repolimerizar em compostos oleosos (bio-leo) com uma vasta gama de distribuio molecular.

No caso da liquefao, as macromolculas presentes na matria-prima so decompostas em

fragmentos de molculas leves na presena de um catalisador adequado. As mudanas durante

o processo de liquefao envolvem vrios tipos de reaes tais como solvlise,

despolimerizao, descarboxilao, hidrogenlise, hidrogenao entre outras.18

A matria lenhocelulsica o tipo de biomassa mais utilizado para a produo de bio-

leo atravs do processo de liquefao.19

Tipos de Liquefao

Existem dois principais tipos de liquefao:

Liquefao Indireta (GtL) A biomassa gaseificada, obtendo-se gs de sntese que

posteriormente convertido em combustveis lquidos pelo processo de Fischer-Tropsch

com consequente refinao.1,20

Liquefao Direta Converso completa da biomassa em combustveis lquidos sem a

existncia do passo de gaseificao.1

Dependendo do tipo de condies operatrias empregues, existem duas variantes

principais para o processo de liquefao direta, nomeadamente:

Liquefao Hidrotrmica (HTL) - utiliza gua ou solvente em estado aquoso a

temperaturas entre 180 e 370C e presses elevadas variando entre 4 e 25 MPa.16 Uma

das variantes mais conhecidas deste processo, chegando mesmo fase de

demonstrao comercial o mtodo Hydrothermal Upgrading (HTU), que utiliza

presses elevadas (120 a 180 bar), temperaturas entre 300 e 350C e tempos de

residncia entre 5 e 20 min.13

Solvlise Processo que dissolve a biomassa em solventes orgnicos reativos tais como

fenol, lcoois polihdricos, carbonato de etileno, entre outros. So aplicadas

temperaturas moderadas (100 a 250C), podendo ser utilizado com e sem catalisador.21

Este processo tem atrado uma ateno considervel devido a no ser necessrio impor

elevadas presses nem processos de secagem, sendo realizado a temperaturas

moderadas.22

8

Etapas Fsico-qumicas do Processo de Liquefao Direta

A converso de biomassa lenhocelulsica em hidrocarbonetos lquidos compreende os

seguintes passos bsicos:

1. Preparao da matria-prima com adequado teor de humidade e tamanho de partcula

(tipicamente

9

Tabela 1.2 Parmetros fsicos e qumicos que influenciam a performance da liquefao direta.1,16

Parmetros Fsicos Parmetros Qumicos

Temperatura Presso

Rcio mssico solvente/biomassa (S/B) Concentrao de catalisador

Tempo de residncia

Tipo/composio da biomassa Solvente

Catalisador Atmosfera

De seguida so explicitados alguns aspetos e recomendaes a utilizar em relao a

cada um destes parmetros, baseados em diversos artigos cientficos publicados nesta rea.

Tipo/composio da biomassa

Biomassa com elevados teores de celulose e hemicelulose favorece altos rendimentos

em bio-leo.19 Pelo contrrio, altos teores de lenhina fazem decrescer o rendimento em bio-leo

e aumentam a formao de carvo. Isto deve-se ao facto de a lenhina ser uma macromolcula

com uma estrutura complexa, que por decomposio trmica acima de 252C forma radicais

livres de fenol atravs de reaes de condensao e repolimerizao, formando desta forma

resduos slidos.25

A quantidade de celulose e hemicelulose no muito relevante visto que so compostos

com estruturas relativamente mais simples face lenhina e, so por isso, mais facilmente

despolimerizados (hemicelulose 120 a 180C, celulose > 240C).1

Os compostos aromticos presentes na biomassa so relevantes no que toca ao

aumento da densidade e viscosidade do bio-leo.26

Alguns tipos de biomassa como algas e desperdcios animais so constitudos por

lpidos, protenas e hidratos de carbono. A eficincia da converso deste tipo de compostos em

bio-leo exibida na ordem de lpidos > protenas > hidratos de carbono, levando a que maiores

teores de lpidos e protenas originem maiores rendimentos em bio-leo.27,28

Solvente

Existe menos resduo slido utilizando lcoois simples, tais como metanol e etanol. Tm

como principal desvantagem o seu baixo ponto de ebulio, evaporando-se antes da biomassa

ser liquefeita.1

Os lcoois polihdricos (polilcoois) promovem a formao de produtos de elevado peso

molecular, bem como de uma maior formao de resduos. Isto deve-se ao facto de uma nica

molcula de polilcool poder-se combinar com diversos fragmentos intermedirios resultantes

decomposio da biomassa, originando assim produtos de maior peso molecular, promovendo

a formao de resduos.29

Solventes quimicamente semelhantes tais como propilenoglicol (PG), etilenoglicol (EG)

e dietilenoglicol (DEG) apresentam distintos comportamentos na liquefao, pelo que o

rendimento pode variar significativamente (entre 16 e 32% (m/m)).1

10

O uso de polietilenoglicol (PEG) na liquefao promove reaes de recondensao dos

produtos lquidos, aumentando desta forma o teor de resduos slidos.30

A adio de glicis de baixo peso molecular (10 a 30% de glicerol) previne as reaes

de recondensao, s sendo estas observadas aquando da presena de celulose e lenhina na

mistura reacional.31

Catalisador

So utilizados normalmente catalisadores cidos, orgnicos ou inorgnicos na liquefao

por solvlise.

A adio de catalisador em baixas concentraes acelera as reaes de degradao da

biomassa. Para concentraes acima da concentrao crtica, as reaes de condensao e de

repolimerizao so favorecidas, implicando uma diminuio do rendimento da liquefao.1

Na liquefao por solvlise (glicerol/EG) de resduos de madeira utilizou-se cido

sulfrico como catalisador, sendo que a concentrao tima alcanada foi de 3%.32

A adio de catalisadores alcalinos como K2CO3, KOH, Na2CO3 e NaOH podem melhorar

o rendimento, suprimindo a formao de carvo.23

Catalisadores cidos, incluindo cidos inorgnicos (HCl e H2SO4) e sais cidos (AlCl3)

podem aumentar a formao de compostos solveis em gua, tais como cidos carboxlicos e

hidroximetilfurfural (5-HMF).33

Catalisadores homogneos exibem maior atividade cataltica face aos heterogneos.

cidos orgnicos levam a menores resduos e sais como fosfatos, sulfatos e carbonatos exibem

menor atividade cataltica face ao NaOH. So utilizados usualmente como catalisadores diversos

metais como cobre, nquel, cloreto de zinco e hidrxido de ferro, alguns carbonatos e

bicarbonatos como carbonato de sdio, e catalisadores heterogneos de nquel e rutnio que

auxiliam na hidrogenao preferencial.13

Atmosfera

Tem um menor impacto em termos de capacidade redutora face ao uso de solventes,

pois foram obtidos resultados similares tanto na presena de hidrognio como de azoto.34

Menores propores entre solvente e biomassa podem tornar o tipo de gs usado mais

relevante.1

Temperatura

Uma temperatura intermdia a mais recomendada. A desfragmentao dos polmeros

aumenta com o incremento de temperatura at atingir um ponto crtico, sendo este diferente

consoante o tipo de biomassa utilizada.1 A partir deste ponto a competio entre as reaes de

hidrlise e de repolimerizao mais evidente, sendo que a biomassa decomposta e

despolimerizada (hidrlise) em fragmentos mais pequenos que, ao subir em demasia a

temperatura os leva a repolimerizar e formao de resduo, diminuindo assim a converso.25

11

A temperatura tambm influencia outras propriedades do bio-leo tais como a

viscosidade, valores hidroxilo e cido.35

Presso

Quanto maior for a presso no sistema, menor a probabilidade de componentes do

liquefeito serem gaseificados (como os solventes empregues).1

A presso influencia a densidade do solvente, modificando a sua densidade. Em regio

subcrtica, com o aumento de presso a densidade do solvente (gua) aumenta, podendo

penetrar na estrutura da biomassa de forma mais eficiente, o que aumenta a sua degradao e

consequente produo de bio-leo.36

Rcio Solvente/Biomassa (S/B) e Solvente/Solvente (S/S)

Com a utilizao de maiores rcios S/B obtm-se menos resduo slido, o que pode ser

explicado pela maior facilidade de despolimerizao da biomassa em virtude de uma maior

quantidade de solvente.1 O aumento da quantidade de biomassa (diminuio do rcio S/B)

conduz a um aumento da viscosidade do bio-leo, dificultando a agitao, mistura, limitando

assim a velocidade da reao.35

A mudana no rcio S/S influencia propriedades como a viscosidade do bio-leo. Numa

mistura de solventes DEG/glicerol, o aumento de concentrao de DEG diminui a viscosidade,

permitindo o uso do bio-leo em motores de pisto ou de turbina de combusto interna. Maiores

quantidades de glicerol aumentam a viscosidade do bio-leo, podendo este ser apenas usado

em motores de combusto externa com maior tolerncia baixa qualidade do combustvel.37

Concentrao do catalisador homogneo

O aumento da concentrao privilegia a menor formao de resduo slido, pois acelera

a reao de degradao da biomassa, mas apenas at um certo valor (concentrao crtica).

Acima da concentrao crtica, as reaes de condensao e repolimerizao so favorecidas,

levando a um decrscimo da converso.1

Tempo de residncia

Tal como a concentrao do catalisador, tambm existe um limite de tempo reacional

para o qual o rendimento da liquefao mximo. Passando desse tempo, o rendimento diminui

devido ocorrncia de reaes de condensao e repolimerizao decorrentes de um maior

grau de fragmentao da biomassa em compostos gasosos, sendo repolimerizados de seguida

para formao de resduo slido.1

O impacto dos parmetros fsico-qumicos no rendimento da liquefao direta s pode

ser analisado em termos qualitativos, uma vez que existem grandes dificuldades em obter

comparaes quantitativas entre diferentes experincias de liquefao direta devido a fatores

como:

12

Definies de rendimento slido e lquido podem variar;

A presso do sistema durante a liquefao muitas vezes no se encontra documentada;

O tratamento do produto antes da sua anlise difere significativamente entre os

diferentes grupos de pesquisa (diferentes tipos de separaes slido-lquido, extrao

com diferentes solventes, entre outros).1

Solventes

A principal diferena entre a tecnologia de liquefao e os restantes processos de

converso termoqumicos reside na utilizao de solventes como meio reacional durante o

processo de liquefao, sendo considerado um dos parmetros-chave que determinam o

rendimento e a composio do bio-leo, o que faz com que se torne necessrio abordar este

tema.24

Em meio orgnico, a qumica da liquefao ir depender da natureza das interaes

substrato-solvente. Como primeiro passo para a liquefao, a solvatao ocorre por via de

aceitao/doao de pares de eletres entre o solvente e substrato, sendo que em sistemas

aquosos necessria uma boa penetrao do solvente na estrutura microfibrilar das cadeias

celulsicas para alcanar uma boa solvatao.20

Visto que a celulose o principal componente da biomassa, os solventes devem ser

escolhidos com base na sua capacidade de interagir com a celulose, facilitando a sua

solubilizao, promovendo assim as reaes de solvlise, hidrataes que ajudam a alcanar

uma melhor fragmentao da biomassa bem como reforar a dissoluo dos intermedirios

reativos.20,24

De acordo com a sua polaridade, os solventes podem ser classificados em trs

categorias: polares prticos, dipolares aprticos e apolares. Geralmente, e neste processo

termoqumico especfico, os solventes podem ser divididos em duas classes principais, gua e

solventes orgnicos, apresentando cada uma delas vantagens e desvantagens (Tabela 1.3).24

Tabela 1.3 Vantagens e desvantagens dos tipos de solventes utilizados na liquefao.24

Tipos de Solventes

Vantagens Desvantagens

gua

- Recurso natural, fcil de obteno e baixo custo; - Evita o passo de secagem da biomassa; - Facilita a recuperao de inorgnicos contidos na biomassa.

- Pontos crticos elevados, provocando condies reacionais severas; - Baixos rendimentos em bio-leo insolvel em gua; - Bio-leo com teor elevado em oxignio e baixo poder calorfico (a gua promove a repolimerizao do bio-leo, tornando-o instvel).

Solventes Orgnicos

- Baixo ponto crtico, permitindo condies reacionais mais suaves; - Altos rendimentos em bio-leo insolvel em gua; - Bio-leo com baixo teor em oxignio e elevado poder calorfico.

- So materiais sintticos, implicando custos de aquisio elevados se comparados com a gua; - Pode resultar em alguns problemas ambientais quando no reciclado.

13

Na liquefao por solvlise, so utilizados preferencialmente solventes que possam ser

reciclados e, por conseguinte, provavelmente estes encontram-se limitados aos derivados de

hidratos de carbono ou lenhina. Nesta categoria foram encontrados fenis, derivados fenlicos,

lcoois simples e polilcoois.20

Liquefao versus Pirlise Rpida

Os dois processos termoqumicos mais relevantes para obter bio-leo a partir de

biomassa so a liquefao hidrotrmica e a pirlise rpida. Contudo, existem diferenas entre

ambos os processos que influenciam a qualidade do produto final. Algumas dessas diferenas

so:

Pirlise Rpida

Como vantagem, o processo de pirlise rpida realizado com tempos de residncia

baixos (30ms a 1,5s), elevadas taxas de transferncia de calor (1000 a 10.000C/s),

originando bio-leos com baixa viscosidade, baixos teores de cinzas e de enxofre devido

a ser utilizado apenas calor para decompor a biomassa.13,16,38

Como desvantagem necessita de passo de secagem da biomassa (devido ao calor de

vaporizao da gua).13 Requer temperaturas operatrias elevadas (450 a 550C).16 O

elevado teor em oxignio concede ao bio-leo menor poder calorfico, m estabilidade

trmica, menor volatilidade, maior corrosividade e tendncia de polimerizao ao longo

do tempo, originando problemas de armazenamento e transporte.39 O bio-leo miscvel

em gua.40

Liquefao Hidrotrmica

O bio-leo produzido por liquefao hidrotrmica no necessita do passo de secagem

da biomassa, apresenta maior poder calorfico, menor teor de humidade e de oxignio e

no miscvel em gua. Temperaturas operatrias relativamente baixas (250 a 450C).

39,40

As condies operatrias implicam altas presses (50 a 200 atm) e tempos de residncia

elevados.13,39 O bio-leo apresenta maiores viscosidades.13 Os custos de capitais

associados a este processo so maiores.39

Em alternativa a estes dois processos, os trabalhos de (Kunaver et. al., 2012) propem

um mtodo alternativo de liquefao de biomassa na presena de polilcoois (solvlise), sendo

realizado a temperaturas entre 160 e 200C, presso atmosfrica e na presena de um

catalisador cido.37,38

Estas condies operatrias suaves acabam por simplificar este processo em

comparao com os outros acima mencionados, servindo como base ao processo industrial e

laboratorial de produo do bio-leo, descritos nesta tese nos captulos que se seguem.

14

2. Projeto Energreen

Enquadramento do Projeto

A CMP (Cimentos Maceira e Pataias), pertencente ao Grupo Secil, uma empresa

produtora de cimento e, como tal, preocupa-se no s com a qualidade dos seus produtos, bem

como a forma como a consegue.

Entre os objetivos estratgicos da empresa destacam-se a qualidade e a maximizao

da utilizao de combustveis alternativos (resduos slidos) nos fornos de cimentos. Contudo,

esta combinao no tem sido possvel de conciliar na fbrica CMP de Pataias no que diz

respeito linha de produo de cimento branco (clnquer), pois tratando-se de um processo com

um grau de complexidade superior face produo de clnquer cinzento, o clnquer branco sofre

facilmente contaminaes de cor, nomeadamente pela presena de cinzas provenientes da

queima, alterando desta forma os ndices de brancura impostos bem como a qualidade do

produto final, no sendo por isso utilizado qualquer combustvel alternativo slido nesta linha.

neste mbito que surge o Projeto Energreen. Situado na fbrica CMP de Pataias, este

projeto consiste na obteno de um novo biocombustvel (bio-leo) atravs de um processo de

liquefao cida de diversos tipos de biomassa para ser posteriormente utilizado somente no

forno de produo de clnquer branco.

Este biocombustvel destaca-se por ser limpo (lquido e com baixo teor de cinzas),

estvel quimicamente (baixo teor em oxignio) e apresentar maior poder calorfico face

utilizao de resduos slidos, aumentando assim a eficincia de combusto, resultando numa

minimizao de eventuais alteraes na qualidade do produto, nomeadamente de cor.

Assim sendo, a possibilidade de utilizar um combustvel processado quimicamente a

partir de resduos, normalmente no utilizveis neste processo, econmicos, permite minimizar

efetivamente as emisses de CO2, bem como a utilizao de combustveis fsseis, contribuindo

assim para uma reduo significativa da pegada ecolgica deste tipo de cimento.

Reviso Bibliogrfica

Aproximadamente metade do CO2 resultante da produo de cimento resulta das

reaes qumicas que convertem a pedra calcria em clnquer, o ingrediente ativo no cimento.41

Esta reao qumica responsvel por cerca de 540 kg de CO2 por tonelada de clnquer.42 Cerca

de 40% das emisses resultam da queima de combustvel e os restantes 10% so devido ao

transporte e eletricidade.43

O clnquer feito por aquecimento do calcrio, argila, bauxite e ferro a temperaturas de

mais de 1400C em fornos rotativos que requerem grandes quantidades de energia. O

combustvel utilizado nos fornos responsvel por cerca de 86% de toda a energia necessria

no processo produtivo. Neste processo, os combustveis mais utilizados so o carvo e o coque

de petrleo, e a sua combusto responsvel pela maioria das emisses, sendo crucial a curto

prazo a sua substituio por combustveis alternativos para diminuio das emisses.

15

Os produtores de cimento na Unio Europeia obtm 66% da energia trmica a partir de

combustveis fsseis, com taxas baixas em pases como a ustria (34%) e na Alemanha (38%).

Nos Estados Unidos, a mdia em 2011 foi de 84%.41

De acordo com relatrios da Agncia Internacional de Energia (IEA) e da Comisso

Europeia (CE), os combustveis alternativos tpicos usados na indstria do cimento incluem

resduos municipais e industriais pr-tratados, leos residuais, solventes, plsticos no-

reciclveis, resduos de papel e txteis, bem como biomassa como farinhas de origem animal,

resduos de madeira, casca de arroz, serradura, lodo de esgoto, pneus no reciclveis e resduos

de construo e demolio.44

Devido aos controlos de fabrico requeridos ao produzir cimento, nem todos os materiais

so adequados para substituio do combustvel. Combustveis adequados so aqueles com

elevado poder calorfico, com constituio qumica consistente e conhecida, e com

disponibilidade previsvel. Os riscos e os impactos no transporte, descarregamento, e

armazenamento dos combustveis so tambm consideraes relevantes. Os impactos dos

combustveis sobre a produo do clnquer e as emisses das instalaes devem ser avaliados.45

Instalao Piloto Semi-Industrial

A instalao piloto semi-industrial de liquefao encontra-se atualmente nas instalaes

da CMP de Pataias, apresentando-se tal como na Figura 2.1.

Figura 2.1 - Instalao piloto semi-industrial (alado principal).

Esta instalao encontra-se dentro de um contentor com 12,24 metros de comprimento,

sendo que apenas uma parte se encontra protegida pelo toldo, nomeadamente a zona de

abastecimento de matrias-primas e reteno de condensados de forma a evitar ao mximo a

interferncia de humidade provocada pelas guas pluviais. Existem diversos equipamentos que

integram esta instalao, sendo descritos pela Figura 2.2.

16

Figura 2.2 - Instalao piloto semi-industrial (conjunto em perspetiva).

Legenda:

1. Caldeira (utiliza leo Transcal N como fluido para transferncia de calor);

2. Reator (volume til de 5 m3);

3. Parafuso sem fim (caudal volmico de 3,2 m3/h);

4. Tremonha de alimentao de biomassa tremonha 1 (caudal volmico at 2,5 m3/h);

5. Tremonha de alimentao de catalisador tremonha 2 (caudal volmico de 0,018 m3/h);

6. Reservatrio de solventes (volume til de 3,6 m3);

7. Condensador (volume til de 0,05 m3);

8. Tanque de condensados (volume til de 1m3).

Como descrito anteriormente, o objetivo central deste projeto reside na obteno de um

combustvel lquido para substituio dos combustveis fsseis atualmente utilizados na

produo de clnquer branco, matria-prima central da produo de cimento branco. Com este

objetivo em mente, durante os ltimos anos as entidades participantes no projeto Energreen

(CMP/SECIL e IST), tm vindo a desenvolver um novo processo de liquefao cida de diversos

tipos de biomassa lenhocelulsica sobre a forma de materiais residuais, pelo que todos os

equipamentos da instalao foram dimensionados com base neste propsito.

Nestas condies e tendo em considerao os volumes estimados para cada

equipamento, pretende-se produzir cerca de 8 toneladas de bio-leo por 8 horas de trabalho,

considerando resduos com baixo teor em humidade.

Descrio do Processo

O esquema global de liquefao cida desenvolvido durante o projeto pode ser descrito

segundo as seguintes etapas gerais:

Figura 2.3 Etapas gerais do processo de liquefao cida.

Resduo com componente

lignocelulsico

Resduo pr-tratado

Combustvel lquido em

crude

Pr-tratamento Liquefao Filtrao Combustvel lquido

17

Alimentao do resduo

Nesta instalao piloto, o processo ser iniciado com a descarga e armazenamento dos

resduos previamente sua valorizao.

Os resduos utilizados atualmente so resduos florestais, p de cortia, combustveis

derivados de resduos (CDR), estando tambm previsto a utilizao de lamas de suinicultura,

lamas secundrias provenientes da produo de papel e lamas de ETAR.

Posteriormente os resduos, com granulometria mxima de 30 mm, sero alimentados

tremonha 1 que alimenta um desagregador em parafuso. Em simultneo, acrescentado o

catalisador cido na tremonha 2.

Pr-tratamento

Atravs de uma vlvula rotativa, o catalisador doseado e acrescentado ao resduo na

proporo pretendida. De seguida, a mistura resduo/catalisador alimentada ao parafuso sem

fim principal, onde lhe injetada uma mistura de solventes.

O parafuso sem fim uma pea de equipamento muito relevante porque a responsvel

pelo transporte da mistura reacional at ao reator, ocorrendo em simultneo um pr-aquecimento

da mesma atravs da passagem em contracorrente dos vapores formados na reao (gua

maioritariamente). Aps a injeo de solventes no parafuso sem fim tambm efetuado neste o

pr-tratamento da mistura designado por swelling, consistindo na pulverizao do resduo

(maioritariamente de origem lenhocelulsica) com o solvente para que este o absorva,

provocando um aumento de volume das clulas, quebrando assim a estrutura (principalmente

da lenhina) para facilitar o acesso do catalisador a todos os componentes do resduo.

Para ocorrer a injeo de solventes no parafuso sem fim principal, necessrio ter um

tanque de solventes e uma serie de injetores capazes de introduzir a mistura de atravs de um

sistema de common-rail para que a pulverizao seja feita de forma automtica.

Liquefao

No parafuso, a mistura reacional encaminhada para o reator. O reator fabricado em

ao inox 316L para resistir corroso provocada pela presena do catalisador cido. de cabea

torisfrica e de fundo duplamente copado ou auto-limpante. Este tipo de fundo prende-se com a

necessidade de evitar a acumulao de matria slida ao longo da reao, promovendo a sua

constante movimentao atravs da utilizao de um agitador. O agitador usado mecnico do

tipo turbina de 6 ps em ao inox, permitindo uma boa homogeneizao da mistura reacional.

(Figura 2.4).

Sendo que a reao endotrmica, existe a necessidade de fornecer calor para que ela

ocorra, por isso existe no interior do reator um sistema de serpentinas onde passa leo trmico,

proveniente de uma unidade de fornecimento de calor (caldeira).

18

Figura 2.4 Interior do reator serpentinas e agitador.

Para um maior aproveitamento do calor proveniente da caldeira, o reator tem uma camisa

externa onde circulam os gases de combusto antes de serem enviados para atmosfera.

Este processo ocorre sempre presso atmosfrica, por isso existem vlvulas de

segurana de alvio de presso no reator que sero acionadas sempre que exista aumento de

presso.

Dependendo do teor em humidade dos resduos, vai ocorrer a libertao de vapor, sendo

este utilizado para pr-aquecer a alimentao no parafuso antes de ser adicionada ao reator.

Consoante esta humidade, existe um condensador que utiliza gua industrial com um caudal

mximo de 5 m3/h para condensao do restante vapor.

Filtrao

Para remoo do contedo no reator, no fundo deste existe uma vlvula de cogumelo,

sendo que a sua abertura feita com a tampa a abrir para o interior do reator, por forma a evitar

que o peso do contedo dificulte o manuseamento da vlvula. Aps a abertura desta vlvula, o

contedo do reator passa por um filtro de partculas, do tipo cestas auto-limpantes. Este filtro

um equipamento fundamental, no s para separar o material que ainda no foi liquefeito do seio

reacional, mas tambm porque permite dar indicaes acerca da extenso da reao, isto , se

ainda existir muito material slido significa que a converso de liquefao ainda no ocorreu

totalmente. Neste caso, o resduo que ainda no est liquefeito realimentado ao reator,

enquanto a fase lquida injetada no parafuso, de forma a provocar o swelling do resduo

entretanto adicionado.

Quando a liquefao do resduo slido atingir a converso pretendida (reao completa),

o bio-leo obtido bombeado para cubas de 1 m3, para posterior caracterizao fsica e qumica

(avaliao do potencial como combustvel). As cubas so armazenadas em local coberto e

pavimentado (com meios de conteno de eventuais derrames).

19

Controlo do processo

Todo o controlo de variveis operatrias associadas ao processo tais como caudais,

temperaturas, potncia de agitao, feito atravs de um display, que se encontra no

compartimento da caldeira (Figura 2.5).

Figura 2.5 Display do processo.

Alteraes Futuras ao Projeto

Tal como foi projetada e construda, esta instalao piloto consegue realizar a liquefao

de resduos, mas, nos diversos ensaios efetuados, houve diversas dificuldades associadas

obteno de bio-leo como produto final para armazenamento. Algumas dessas dificuldades so:

Bio-leo muito espesso e viscoso, contendo elevado teor de slidos, provocando a

colmatao imediata do filtro;

Fraca potncia de agitao, provocando encravamentos frequentes do agitador;

Acumulao de resduos entre as serpentinas e a parede do reator, afetando a sua

agitao e liquefao;

Temperatura de reao controlada atravs da temperatura dos gases de sada.

Face a todas estas dificuldades, nos ltimos meses foram planeadas e efetuadas

diversas intervenes na instalao piloto com vista melhoria do processo. Algumas das

alteraes efetuadas foram:

Alterao do modelo do agitador para um do tipo helicoidal com vista melhoria do

processo de mistura;

Aumento do nvel de potncia de agitao;

Alterao da posio das serpentinas no reator, estando agora dispostas junto parede

do reator para evitar a acumulao de resduo;

Colocao de sonda de temperatura para medio da temperatura de reao.

Todas estas alteraes ainda no tiveram efeitos prticos pois ainda no foram

efetuados quaisquer ensaios, estando previsto serem feitos num futuro prximo.

20

3. Enquadramento Normativo do Produto

Processo de Normalizao do Bio-leo

O Projeto Energreen embora se trate apenas de uma unidade piloto industrial de

investigao e desenvolvimento (I&D), esta carece de vrios licenciamentos, nomeadamente ao

nvel do produto obtido (bio-leo).

Este produto pode ser usado diretamente nos fornos de produo de clnquer cinzento,

mas no no de clnquer branco (aplicao principal) pois, sendo considerado um produto

inovador, este apresenta diferentes propriedades face aos combustveis lquidos convencionais

(usados na produo de clnquer branco) e at mesmo aos biocombustveis presentes no

mercado. Posto isto, para este bio-leo ser utilizado no forno de produo de clnquer branco,

seria necessria uma alterao da sua licena de queima (no possui licena para queimar

resduos), pois o bio-leo produzido , para todos os efeitos, considerado um resduo. Como a

alterao de licena de queima invivel devido a diversos fatores tais como a morosidade do

processo, necessrio encontrar alternativas tais como o licenciamento do produto.

Tanto para a finalidade proposta, bem como para uma subsequente comercializao,

(implementao no mercado como um novo biocombustvel), necessrio licenciar o bio-leo.

Este processo iniciado atravs da uniformizao da sua qualidade, sendo por isso necessrio

adotar especificaes e mtodos de anlise adequados que culminam na formulao de normas

tcnicas.

As normas tcnicas incluem-se na definio de documento normativo, que se designa

por todo o documento que fornece regras, linhas de orientao ou disposies para a realizao

de ensaios, calibraes ou exames, incluindo-se nesta definio, nomeadamente normas,

especificaes tcnicas, regulamentos, diplomas legais ou procedimentos internos.46 O seu

desenvolvimento inclui as seguintes etapas:

Recolha de feedback dos produtores e dos utilizadores finais sobre a qualidade do bio-

leo;

Definio de qualidade e das especificaes para o bio-leo;

Definio de normas e padres para mtodos de amostragem e de anlise;

Normalizao do bio-leo como combustvel.47

O desenvolvimento e publicao de normas tcnicas feito por organismos de

normalizao reconhecidos. Estes organismos podem ser internacionais, como a ISO

(Organizao Internacional para Padronizao), ASTM (Sociedade Americana de Testes e

Materiais), EN (Normas Europeias) ou nacionais como a IP no Reino Unido, AFNOR em Frana,

DIN na Alemanha e JIS no Japo.48

As normas EN so documentos que foram ratificados por um dos trs Organismos

Europeus de Normalizao (OEN): CEN (Comit Europeu de Normalizao), CENELEC (Comit

Europeu de Normalizao Eletrotcnica) ou ETSI (Instituto Europeu de Normas de Telecomunicaes), organismos esses que so reconhecidos como competentes na rea da

21

normalizao tcnica voluntria, como descrito pelo regulamento sobre normalizao Europeia

N1025/2012.49,50

Para determinao de uma dada propriedade podem existir diversas normas

equivalentes entre si (como por exemplo a ASTM D 240 e ISO 1716 para determinao do calor

de combusto por bomba calorimtrica), sendo indiferente a que se aplicar pois, mesmo que

difiram em algum detalhe de esperar que, se forem adequadamente seguidas, ambas

produzam resultados equivalentes.

Ultimamente as normas nacionais esto sendo integradas nas normas ISO (mais

especificamente EN-ISO), isto porque existe uma exigncia legal da Unio Europeia em publicar

todas as normas EN como sendo padres nacionais, retirando assim todas as normas

conflitantes existentes.48

Em suma, para um processo de normalizao ser bem-sucedido tem que existir o

contributo de quatro fatores. A normalizao tem que ter a aprovao por unanimidade dos

membros do grupo de trabalho (consenso), todas as partes interessadas podem participar na

tarefa (democracia), o organismo de normalizao sinaliza as etapas do processo de aprovao,

dividindo o projeto em si com as partes interessadas (transparncia) e os padres so a

referncia que todas as partes assumem espontaneamente (voluntariedade).51

Figura 3.1 - Princpios base do processo de normalizao.51

Embora existam algumas tecnologias de liquefao direta com instalaes piloto

implantadas (processo HTU), as suas variveis operatrias diferem significativamente no que

toca ao Projeto Energreen (solventes, presso), o que faz com que este seja um projeto pioneiro

nas suas condies atuais, estando por isso sujeito a limitaes de implantao e

desenvolvimento da sua tecnologia produtiva.

Devido a todas estas restries no existem, presentemente, dados empricos

suficientes para permitir o desenvolvimento de normas especficas para este tipo de

biocombustvel, tendo que ser enquadrado normativamente noutro tipo de combustvel lquido

existente no mercado para poder ser utilizado para o propsito que foi concebido: utilizao como

combustvel nos fornos de produo de clnquer branco.

22

Normas de Combustveis

Existem diversos tipos de combustveis fsseis e biocombustveis cujas normas foram

equacionadas para fazer o enquadramento do bio-leo produzido, tendo sido considerados

diversos parmetros para a sua escolha, nomeadamente:

Campo de aplicao (combustveis);

Tipo de produto (combustveis fsseis e biocombustveis);

Estado fsico (combustveis lquidos);

Legislao nacional (prioritrio);

Legislao internacional (no caso de inexistncia de legislao nacional).

Combustveis Fsseis

Nesta seco apresentam-se as normas dos combustveis produzidos em refinarias a

partir do petrleo bruto, formado lentamente durante milhes de anos atravs da decomposio

a alta presso de matria vegetal, sendo estes combustveis considerados fontes de energia

no-renovveis tendo em conta o perodo da humanidade.52

Os tipos de produtos obtidos so ordenados e classificados em funo do seu intervalo

de destilao.

Figura 3.2 Intervalos de destilao com exemplos de pontos de corte (temperaturas fronteira).53

23

Quase todos os combustveis fsseis lquidos possuem legislao nacional, estando

compiladas todas as suas especificaes no Decreto-Lei N142/2010. Este Decreto-Lei (DL)

rene as especificaes tcnicas dos combustveis, nomeadamente de gases de petrleo

liquefeitos (GPL), GPL carburante, gasolinas, petrleo de iluminao e carburante), gasleos,

gasleo de aquecimento e fuelleo1.54

GPL

Os gases de petrleo liquefeitos (GPL) so misturas derivadas do petrleo bruto,

constitudas por hidrocarbonetos C3 e C4 (principalmente propano, n-butano, isobutano, propileno

e butilenos), gasosos temperatura ambiente, mas que so facilmente liquefeitos atravs da

aplicao de presses moderadas, normalmente at sua presso de vapor (entre 200 e 900

kPa). O GPL obtido nas refinarias atravs de processos de destilao, craqueamento e

reforming, sendo armazenados e distribudos em recipientes sob presso.52,55

A principal aplicao do GPL a nvel mundial na cozedura de alimentos, sendo tambm

utilizado no setor petroqumico (fabrico de borracha, polmeros, lcoois e teres), como

combustvel industrial (nas etapas de secagem na indstria do papel e da cermica), siderrgico

(na fundio, corte e solda de metais) e agropecurio (na secagem de gros, controle de pragas

e queima ervas daninhas, aquecimento e esterilizao de ambiente de criao de animais).56

As especificaes do GPL a nvel nacional so dadas em anexo pela Tabela 7.1. Estas

especificaes envolvem a determinao de propriedades como a composio (compostos C3,

C4 ou de mercaptanos), podendo este fator constituir um entrave ao enquadramento do bio-leo

segundo esta norma.

GPL Carburante

O GPL carburante uma variante do GPL, tendo como principal aplicao o seu uso

como combustvel automvel, sendo a mistura entre propano (C3) e butano (C4) feitas em

percentagens variveis consoante o clima do pas (maior percentagem de propano em pases

frios e de butano em pases quentes) e tambm para que o ndice de octano (indicador de

resistncia detonao) seja sempre superior ao valor presente na norma. 52,57

Devido sua limitada aplicabilidade, todos os limites de especificao presentes na

norma (dada em anexo pela Tabela 7.2) foram pensados de forma a cumprir com os requisitos

em termos de combustvel automvel, podendo no ser satisfeitos pelo bio-leo (nomeadamente

ndice de octano) em virtude do seu distinto uso.

Gasolinas

a primeira frao lquida a ser destilada do petrleo bruto presso atmosfrica (entre

20 a 210C), tendo composies de hidrocarbonetos entre C4 a C12.58

1 Algumas normas possuem notas associadas, pelo que podem ser consultadas no respetivo documento normativo.

24

Tem como principal aplicao o uso em motores de combusto interna de ignio por

fasca.59

Os tipos de gasolinas comercializadas na Europa so designados por Euro super e

Super plus (anexo Tabela 7.3). Diferenciam-se entre si principalmente pelo valor de RON

(Research Octane Number), parmetro importante nos motores de ignio por fasca, uma vez

que d a medida da resistncia autoignio por parte do combustvel (maior valor, melhor

resistncia, melhor qualidade do combustvel), fundamental no processo de compresso do

mesmo antes da sua ignio.53

Tal como o GPL carburante, o seu uso encontra-se limitado aos motores de combusto

internos, podendo ser invivel o enquadramento do bio-leo neste tipo de combustvel.

Petrleos

uma frao estilada do petrleo bruto, mais pesada em relao s gasolinas, sendo

comercializada em Portugal sob a forma de petrleo carburante e queroseno.

Petrleo Carburante

Tambm designado por Tratol, este combustvel lquido, de cor vermelho-rosada

apresenta um ndice inferior de octanas face gasolina e uma menor capacidade de vaporizao

e queima. principalmente utilizado como carburante na agricultura, em alguns motores de

combusto interna.60

Queroseno

um combustvel lquido de cor vermelho-rosada obtido entre 180 e 250C durante a

destilao fracionada do petrleo bruto. Os uso mais comum do queroseno em iluminao,

sendo tambm usado em combustvel para avies aps outras etapas de tratamento/upgrading

do queroseno. Apresenta a particularidade da caracterstica ponto de fumo estar limitada a um

valor mnimo (25 mm).59,60

As especificaes dos petrleos destinados ao mercado interno nacional esto

presentes em anexo na Tabela 7.4, no existindo diferenciao entre petrleo carburante e

queroseno.

O aspeto visual pode ser um dos fatores limitantes ao enquadramento do bio-leo

segundo esta norma.

Gasleos

O gasleo, vulgarmente tambm conhecido por diesel, obtido entre 180 a 370C

durante a destilao fracionada do petrleo bruto, contendo hidrocarbonetos entre C12 e C24.58

Tem como principal aplicao o uso em motores de combusto interna de ignio por

compresso, que requerem presses de injeo muito altas e baixas temperaturas de

autoignio e respetivo atraso, dado pelo ndice de cetano (maiores valores, menor atraso,

melhor qualidade do combustvel).59

25

As suas especificaes encontram-se em anexo (Tabela 7.5). Devido a requerer o teste de

propriedades especficas para o uso nos motores de combusto internos como ponto de

congelamento (temperatura limite de filtrabilidade), ndice de cetano, pode no ser fcil o

enquadramento normativo nestas especificaes.

Gasleo de Aquecimento

Este tipo de gasleo, similar ao diesel, distingue-se pela sua colorao vermelha

conferida pela adio de corante e marcador. As suas caractersticas definidas para o mercado

nacional (anexo, Tabela 7.6) no permitem a sua utilizao em motores de combusto interna,

destinando-se por isso exclusivamente a equipamentos de aquecimento industrial, comercial e

domstico.61,62

Algumas das suas vantagens so melhor combusto, promovendo a eficincia

energtica (preserva o meio ambiente e reduz custos), maior limpeza do sistema de aquecimento

(devido ao seu poder dispersante, funcionando tambm como detergente), melhor preveno

contra a corroso no sistema de alimentao e restante equipamento, maior economia de

manuteno, o que faz com que prolongue o tempo de vida da instalao que o utiliza.63

Este tipo de combustvel pode resultar num bom enquadramento do bio-leo, pois no

existem qualquer tipo de restries a caractersticas como a aparncia e composio, muitas

vezes limitativas do bio-leo.

Fuelleo

O fuelleo constitui das fraes mais pesadas a serem destiladas do petrleo bruto,

podendo tambm ser obtido sob a forma de fuelleo residual, existindo muitas vezes uma mistura

de ambos os tipos para obter a viscosidade pretendida. Embora seja um combustvel de

qualidade constante, econmico (mais barato que o diesel) e de elevado poder calorfico, apenas

usado para aplicaes industriais e marinhas devido ao seu difcil manuseamento (precisam

de ser decantados, pr-aquecidos e filtrados, deixando uma lama no fundo dos tanques).52,64

Existem vrios tipos de fuelleo, diferenciados pelo nvel de viscosidade requerido por

cada uma das aplicaes destinadas ao uso deste combustvel. Assim sendo, para o uso do

fuelleo como combustvel destinado marinha existem as categorias de fuelleos destilados e

residuais, especificados pela norma ISO 8217. Para produo de energia eltrica a partir de

motores estacionrios de cogerao (turbinas de gs) utiliza-se fuelleo de cogerao

especificado pela norma ASTM D 2880. Para instalaes de queima em fornos ou caldeiras para

produo de gua quente ou vapor utilizam-se os fuelleos n3 - Thin Fuel e n 4 ATE e BTE,

dados pela norma nacional presente em anexo (Tabela 7.7).65

O campo de aplicao deste combustvel bem como as suas caractersticas (aspeto

irrelevante, elevada viscosidade) so similares s do bio-leo produzido, constituindo por isso

uma boa possibilidade de enquadramento.

As especificaes referentes aplicao do fuelleo como combustvel destinado

marinha e em turbinas de gs encontram-se em anexo (Tabelas 7.8, 7.9 e 7.10).66,67 Como estas

26

normas apresentam aplicaes diferentes de esperar um enquadramento mais difcil de se

obter, mas a variedade de classes existentes em cada uma destas normas permite alargar o

leque de opes, diminuindo a probabilidade de no adaptao.

Jet A-1

O Jet A-1 um combustvel de aviao utilizado em aeronaves comerciais com motor a

jato. composto essencialmente por queroseno (compreendendo cadeias de hidrocarbonetos

entre C9 e C15), alm de conter tambm alguns aditivos especiais que lhe conferem uma

qualidade superior tais como inibidores de corroso, anticongelantes, anti-incrustantes e

antiestticos.52

Os combustveis para aviao obedecem s mais rigorosas especificaes

internacionais, entre elas as previstas pelo Aviation Fuel Quality Requirements for Jointly

Operated Systems (AFQRJOS).68 Esta uma lista conjunta emitida pelo grupo de inspeo

conjunto (JIG), responsvel pelo estabelecimento de padres para o manuseamento seguro e

controlo da qualidade dos combustveis de aviao a nvel global, sendo reconhecidos e

aprovados por todas as partes com participao na indstria.69

A lista conjunta AFQRJOS para o Jet A-1 incorpora as exigncias conjuntas da norma

britnica DEF STAN 91-91 e da norma americana ASTM 1655-15, estando especificada na

Tabela 7.11 presente em anexo.70 Os aditivos e as propriedades que apenas necessitam de

reportar o valor