Biomassa

A matéria orgânica vegetal é produzida através do processo de fotossíntese clorofiliana, que graças ao fornecimento de energia solar permite a transformação de simples elementos minerais em complexas moléculas orgânicas.
A biomassa vegetal absorve CO2 (dióxido de carbono ou anidrido carbônico) da atmosfera durante a fotossíntese e o restitui durante a combustão. O equilíbrio de CO2 destes processos é portanto nulo e não contribui para o efeito estufa. É importante destacar que por biomassa se entende qualquer material que possui matéria orgânica, por exemplo os dejetos urbanos também são biomassa. Por este motivo é preferível falar em biomassas vegetais, limitando assim a origem destas ao mundo vegetal. Os processos de transformação da energia proveniente das biomassas vegetais podem ser agrupados em 3 grandes grupos que representam conversões de tipo:

• termoquímico
• biológico
• físico

A conversão termoquímica da energia presenta nas biomassas vegetais pode ser obtida através de diversos processos, entre eles a combustão, a pirólise e a gaseificação. A conversão biológica pode ser obtida através da fermentação alcóolica e da digestão, enquanto que a conversão física acontece por meio de compressão.

COMBUSTÃO

A combustão é o processo mais tradicional, para ser eficiente é necessário reduzir a quantidade de água presente na biomassa, redução que é obtida geralmente secando-se os produtos ao sol. Na Itália existem cerca de 40 grandes usinas para a produção de energia proveniente da combustão de biomassa, geralmente resíduos de processamento da madeira, para gerar uma potência elétrica total de cerca de 330 MW. Tais usinas são de cogeração, no sentido em que a energia final é dada na forma de calor e energia elétrica. De fato, parte do calor produzido é utilizado para a produção de vapor que irá alimentar turbinas ligadas a geradores elétricos. A parte de calor remanescente pode ser empregada para usos industriais ou residenciais. A eficiência de tais usinas é da ordem de 20-25%, ou seja, bastante modesta.

PIRÓLISE

A pirólise é um processo de conversão termoquímica da matéria orgânica chamada também de destilação a seco, que se baseia na transformação da biomassa pelo calor, com forte carência de oxigênio. Na prática a pirólise pode ser aplicada a qualquer material orgânico com baixa percentual de água em sua composição (< 15%). O material é aquecido a temperaturas entre 200 e 700 °C e ao adicionar-se certas quantidades de oxigênio ocorre uma combustão parcial que causa um aumento da temperatura.

GASEIFICAÇÃO

A gaseificação é um processo físico-químico através do qual se transforma um combustível sólido (madeira, biomassas vegetais em geral) em um combustível gasoso.
O processo consiste na oxidação incompleta dos compostos carbonosos elevados a altas temperaturas (cerca de 1000 °C) em ambiente carente de oxigênio. O gás assim obtido, chamado gás de síntese, pode ser utilizado diretamente para alimentar motores a combustão interna para a produção de energia elétrica. O gás de síntese é uma mistura de nitrogênio, metano, hidrogênio, monóxido de carbono e outros gases. A conversão através de processos bioquímicos da energia das biomassas vegetais pode ser subdividido em dois processos:

• fermentação alcóolica,
• digestão anaeróbica.

FERMENTAÇÃO

A fermentação alcóolica é o processo de transformação bioquímica por meio do qual açúcares são transformados em álcool etílico.
A produção de etanol a partir da biomassa contendo alto teor de açúcares é amplamente divulgada, no Brasil a fermentação da cana de açúcar permite a obtenção de etanol a um custo competitivo em relação à gasolina. Na Itália foram realizados experimentos com o açúcar de beterraba, com custos de transformação pouco econômicos.

DIGESTÃO ANAERÓBICA

A digestão anaeróbica é um processo de conversão realizado por bactérias que, a partir da biomassa rica em celulose, permite a obtenção de um biogás contendo cerca de 65% de metano.
Tal gás é utilizado para alimentar um motor endotérmico ligado a um gerador elétrico. A energia elétrica assim produzida vem diretamente inserida na rede distribuidora, e vendida a preço remunerativo (certificado verde), uma vez que foi obtida através de uma fonte energética renovável.
A componente digerida residual pode ser usada como estrume. Tais sistemas são muito difundidos na Europa setentrional. Para otimizar o rendimento do sistema é conveniente dispor de aparelhos capazes de aproveitar o calor liberado na reação, uma vez que para cada kWh elétrico produzido se produz também cerca de 1 kWh sob a forma de energia térmica.

COMPRESSÃO

A conversão física é essencialmente um processo de compressão mecânica de grãos com alto teor de óleo (girassol, colza, soja). O resultado final da compressão é um óleo combustível e painéis proteicos contendo um percentual pequeno de óleo (máx. 10%), que podem ser ambos utilizados pela indústria de alimentação animal.
O óleo vegetal assim obtido, que é uma mistura de ésteres metílicos de ácidos graxos (ou FAME, da sigla em inglês), pode ser utilizado diretamente como combustível para motores a diesel ligeiramente modificados, ou ser tratado quimicamente para torná-lo semelhante ao gasóleo (biodiesel).