Qual é a energia que utiliza toda a matéria orgânica não fóssil de origem animal ou vegetal?

Biomassa é toda matéria orgânica, de origem vegetal ou animal, utilizada na produção de energia. Entenda sobre a produção dessa matriz energética.

Você sabe como a energia de biomassa é produzida? Ela é uma matéria orgânica que pode ser utilizada para produção energética. Embora seja uma opção viável de substituição do uso de combustíveis fósseis, por ser uma fonte com baixa eficiência e utilizada em países pouco desenvolvidos, não há pesquisas completas que mostram a representatividade dessa matriz energética no Brasil e no mundo. 

A biomassa é um recurso natural renovável e o Brasil tem condições bastante favoráveis de produção. Por possuir grandes áreas cultiváveis, condições climáticas favoráveis e uma base industrial dependente do uso de biocombustíveis, o país tem características que facilitam essa produção. Atualmente, quase 10% da energia elétrica produzida no país é gerada a partir da biomassa e esse número pode crescer nos próximos anos com a redução nos custos de produção.

Assim, se você quer entender melhor sobre este assunto, leia o conteúdo até o final. 

O que é biomassa e como utilizá-la como energia renovável?

As fontes de biomassa podem ser classificadas em vegetais lenhosos ou não-lenhosos, resíduos orgânicos e biofluidos. Entre os produtos agrícolas disponíveis estão o bagaço da cana-de-açúcar, a casca de arroz e da castanha, que são utilizados para a geração energia de caldeiras. No caso da mandioca e outros óleos, sua produção serve de geração de combustíveis para motores. Os dejetos urbanos e agropecuários são matérias orgânicas que podem ser transformados em biogás. 

Embora o desmatamento tenha diminuído o número de florestas no mundo, a quantidade de biomassa existente na terra é da ordem de dois trilhões de toneladas. Ou seja, ainda há muita energia a ser explorada. A fim de aumentar a eficiência do processo e reduzir os impactos ambientais, há um grande investimento em tecnologia para conversões mais eficientes.

Processos de geração de energia a partir da biomassa

Uma usina de biomassa funciona de forma semelhante à uma usina termelétrica, convertendo calor da queima da matéria orgânica em energia que pode ser aproveitada de várias maneiras. A energia renovável se dá pela combustão por meio de processos como pirólise, gasificação, combustão ou co-combustão. Entenda melhor.

• Pirólise: por meio dessa técnica, a biomassa é exposta a altas temperaturas sem a presença de oxigênio, acelerando a decomposição da mesma. 
• Gasificação: assim como na pirólise, a biomassa também é exposta a altas temperaturas na ausência do oxigênio, originando como produto final um gás inflamável. A diferença básica entre as duas opções é que a gasificação exige menor temperatura e o resultado final é apenas o gás.
• Combustão: na combustão,a queima da biomassa é realizada em altas temperaturas com a presença de oxigênio. O vapor gerado na queima é utilizado em caldeiras ou para mover turbinas. 
• Co-combustão: nesse processo há uma combinação e ele propõe a substituição de parte do carvão mineral, comumente utilizado em termelétricas, por biomassa. O objetivo é diminuir a emissão de poluentes. 

Quais as características dessa fonte energética? 

Segundo os dados da Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL, em 2007, havia mais de 300 termelétricas a biomassa no Brasil e a maioria se concentrava no sudeste do país. Embora não seja uma fonte energética totalmente limpa, ela é uma alternativa viável de substituição de combustíveis fósseis, que não são renováveis e são bastante poluentes. Assim, gerar esse tipo de energia tem um baixo custo, menor impacto ambiental e ela pode ser gerada a partir de grande variedade de materiais. 

O grande problema dessa produção é que ela pode comprometer a conservação de florestas e originar áreas desmatadas. As florestas energéticas são opções viáveis que são plantadas exclusivamente para produção de lenha e carvão vegetal com a finalidade do uso industrial. Por isso, para o futuro, é necessário criar leis e normas que regulamentem esse tipo de produção, a fim de garantir a manutenção do ambiente, bem como possibilite o avanço energético. 

Portanto, a médio e longo prazo, a exaustão de fontes não-renováveis e as pressões pela manutenção do meio ambiente poderão acarretar em um maior aproveitamento da energia de biomassa. É importante que os avanços tecnológicos continuem ocorrendo, para diminuir, cada vez mais, os impactos negativos e aumentar a eficiência energética.

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A biomassa - termo introduzido inicialmente por Eugene Adam - é constituída pelo material produzido por todos os seres vivos (animais, vegetais, fungos e protistas) em seus diferentes processos, isto é, a matéria orgânica viva, desde quando fixa energia solar nas moléculas constituintes de suas células, passando por todas as etapas da cadeia alimentar, ou trófica (BRISTOTI E SILVA, 1993; JOHANSSON et al., 1993; WEREKO-BROBBY e HAGEN, 1996; e outros).

Alguns autores definem biomassa como qualquer material derivado da vida vegetal e que seja renovável em um período de tempo inferior a 100 anos (PROBSTEIN E HICKS, 1982; KLASS, 1998), e sendo assim, a maioria dos recursos energéticos como o petróleo, carvão mineral e xistos betuminosos não são considerados renováveis, apesar de serem derivados da vida vegetal.

Higman e Van der Burgt (2003) apud Fonseca (2009) definem, de forma abrangente, a biomassa como sendo qualquer combustível ou matéria bruta derivados de organismos que estiveram vivos recentemente. Tal definição claramente exclui os tradicionais combustíveis fósseis que, mesmo tendo sido derivados de matéria orgânica vegetal e animal, necessitaram de milhões de anos para sua conversão na forma que são encontrados atualmente. Com exceção de algumas microalgas e matérias com altos índices de umidade, a biomassa se caracteriza, essencialmente, por ser uma matéria carbonada em estado sólido.

Assim, do ponto de vista energético, o conceito geral abordado pelo CENBIO é que biomassa seria todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) que pode ser utilizado para produção de energia.

Como nos combustíveis convencionais, a energia contida na biomassa é energia química associada com os átomos de carbono e hidrogênio contidos nas moléculas orgânicas oxidáveis. Para organização e assimilação dessas moléculas orgânicas e consequente produção de biomassa vegetal, ocorre na natureza a conversão do dióxido de carbono e da água para uma forma de combustível orgânico. Este processo é chamado de fotossíntese, sendo indispensável para tal, a exposição de tecidos fotossintetizantes à energia solar. O processo de fotossíntese pode ser resumido na equação abaixo:

Na reação de fotossíntese, o termo Cn(H2O)m é usado para representar uma classe de compostos orgânicos conhecidos como carboidratos, os quais têm origem no decorrer da reação. De uma forma geral, os organismos fotossintetizantes assimilam cerca de 0,1% a 3,0% da energia solar incidente original, a qual é uma medida da energia máxima recuperável pelo organismo, se convertida em um combustível sintético. Parte dessa energia pode, contudo, ser degradada pela formação de produtos intermediários e haverá, de fato, perdas associadas à conversão da biomassa em um combustível tradicional (FONSECA, 2009).

Ushima (2006) reafirma que a biomassa pode ser tida como uma fonte natural de energia, pois armazena a energia solar através da reação de fotossíntese, tendo como principais componentes a hemicelulose, a lignina e a celulose (composição média: C6H10O5), variando pouco, dependendo de sua natureza. É válido destacar ainda que, segundo Karayildirim; Sinag e Kruse (2008) a biomassa apresenta em sua composição diversos sais e outros constituintes minerais que podem influenciar em suas reações de conversão térmica para aproveitamento de sua energia. Como exemplo, Andrade et al. (2007) explicam que os sais de dióxido de silício e o óxido de potássio, presentes na casca do arroz, quando em temperaturas superiores a 850 ºC se fundem formando pequenas barras de material vítreo (sinterização).

Outra definição, semelhante às supracitadas, é apresentada por Nogueira e Lora (2005), no qual se pode considerar a biomassa, de forma mais abrangente, como sendo todo material de origem orgânica, como por exemplo, a madeira, detritos animais e resíduos orgânicos, sendo de grande interesse os resíduos agrícolas como a casca de arroz, a serragem e o bagaço da cana-de-açúcar.

Desde tempos imemoriais a biomassa tem sido importante como fonte energética. Os historiadores estimam que a descoberta do fogo data de 500.000 a.C., o que certamente corresponde às primeiras utilizações da biomassa (principalmente madeira de árvores) para geração de calor para cozimento de alimentos e proteção contra o frio (GUARDABASSI, 2006).

Na história da humanidade, o uso de madeira proveniente de florestas foi o grande responsável pelo desmatamento das áreas vegetais do planeta, incluindo-se aí a Europa e os Estados Unidos. Mesmo no Brasil, a destruição da Mata Atlântica e de grande parte da Floresta Amazônica é consequência do desmatamento indiscriminado, em grande parte para utilização da madeira como fonte de energia de forma não sustentável.

Por este motivo, durante muito tempo, a biomassa foi vista de forma pejorativa, como sendo um combustível para ser usado apenas por países subdesenvolvidos. Entretanto, as crises do petróleo da década de 1970 tiveram papel significativo para alterar esta visão, pois o uso da biomassa como fonte de energia passou a ser encarado como uma opção alternativa em substituição aos derivados de petróleo.

Qual energia utiliza toda a matéria orgânica não fóssil de origem animal ou vegetal?

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É toda matéria orgânica de origem vegetal ou animal usada com a finalidade de produzir energia?

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