Leather waste valorization as solid fuel for thermal energy

Robson Leal da Silva; Omar Seye; Maria Luiza Sperb Indrusiak; Paulo Smith Schneider

doi:10.17765/2176-9168.2025v18e12909

Autores

Robson Leal da Silva UFGD - Universidade Federal da Grande Dourados https://orcid.org/0000-0002-3855-7117
Omar Seye Universidade Federal da Grande Dourados https://orcid.org/0000-0002-8179-4409
Maria Luiza Sperb Indrusiak Universidade Federal do Rio Grande do Sul https://orcid.org/0000-0003-2063-0854
Paulo Smith Schneider UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul https://orcid.org/0000-0002-6667-6156

DOI:

https://doi.org/10.17765/2176-9168.2025v18e12909

Palavras-chave:

Combustion, Environmental pollution, Incineration, Recycling, Waste-to-energy

Resumo

Solid waste is an attractive renewable resource for thermal energy systems in the effort to reduce greenhouse gases(GHG) emissions globally. Footwear industries play a significant role in many countries, and generate a huge amount of LeatherSolid Waste (LSW) in forms of scraps and losses as strips, sides, or edges, powdered or compacted. The objective of this workwas to investigate the characteristics of LSW, originated in footwear industries, as it serves as a solid fuel that can be convertedinto thermal energy. Experimental tests for evaluation of solid fuel characteristics included proximate and ultimate analysis, highheating value, bulk and energy density, and also the particle size distribution. The bulk and energy density achieved were low(110 kg.m-3and 2 GJ.m-3, respectively), and densification could provide a more interesting solid fuel. The LSW has characteristicssimilar to biomass, particulary in terms ofvolatile matter (76%)and fixed carbon (17%) on a dry basis, and for hydrogen/carbon(H/C) and oxygen/carbon (O/C) ratios in the same magnitude asEucalyptuswood. The high ash content (7%) demands the sameoperational care in thermal equipment, as in sugarcane bagasse combustion.The achieved moisture of 12% showed that it doesnot require artificial drying for combustion.LSW has a goodhigh heating value(HHV), of approximately 20 MJ.kg-1, which ishigher compared to typical biomasses such as sugarcane bagasse or agricultural residues. All the relevant characteristics forthegood quality of a solid fuel are present in the evaluated LSW.

Biografia do Autor

Robson Leal da Silva, UFGD - Universidade Federal da Grande Dourados

Resumé-Lattes: Engenheiro Mecânico (FEI, 1995), Mestre e Doutor (ITA, 1999 e 2007) em Eng. Aeronáutica e Mecânica (área de concentração Aerodinâmica, Propulsão e Energia), Pos-Doutorado em Eng. Térmica e de Fluidos (UNICAMP, 2016). Atualmente é Prof. Adjunto IV e pesquisador na UFGD - Universidade Federal da Grande Dourados (FAEN - Faculdade de Engenharia), atuando nos cursos de Engenharia Mecânica (coordenador/fundador 2014-15) e Engenharia de Energia (coordenador/fundador 2009-10). Coordena projetos de pesquisa aprovados em órgãos de fomento, elaborou propostas de projetos de Engenharia para indústrias e empresas, é líder do grupo de pesquisa ARENA/CNPq. Membro Sênior da ABCM (desde 1997). Atuou como engenheiro de desenvolvimento do produto (EMBRAER, >11 anos). Consultor Ad-hoc de IES e FAPs (FUNDECT, FAPDF, FAPES, FAPEMIG, etc). Integra banco de avaliadores INEP/MEC (BASIs) e ENADE/BNI. Membro Comitê ABCM/Energia e Sistemas Térmicos (2013-2016) e membro do comitê científico RNC - Rede Nacional de Combustão (2013-2016). Revisor de periódicos científicos (Energy/Elsevier 0360-5442; JBSMSE/Springer 1678-5878, dentre outros). Tem experiência e atua na área de Engenharia Mecânica, com ênfase em Energia, Engenharia Térmica e de Fluidos (Mecânica dos Fluidos, Transferência de Calor e Termodinâmica).

Omar Seye, Universidade Federal da Grande Dourados

Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Professor Associado da Universidade Federal da Grande Dourados (UFMG), MS, Brasil.

Maria Luiza Sperb Indrusiak, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Doutora em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Pesquisadora da Rede Nacional de Combustão e da Rede Carvão (RNC) e integrante do Comitê Técnico de Combustão e Secretária da Regional Sul da Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas (ABCM), RS, Brasil.

Paulo Smith Schneider, UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Doutor em Engenharia Mecânica pelo Institut National des Sciences Appliquées de Lyon, INSA LYON, França. Professor Titular da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), vinculado ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, RS, Brasil.

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