Resíduos da colheita do milho para avaliação de cogeração: disponibilidade no Estado de Mato Grosso do Sul e características energéticas
DOI:
https://doi.org/10.17765/2176-9168.2022v15n1e8635Palavras-chave:
Agronegócios, Biomassa, Energia de resíduos, Energia renovávelResumo
Após a colheita, usualmente uma quantidade significativa de resíduos da cultura fica disponível e parte dela pode ser matéria-prima para energia de biomassa. O objetivo é quantificar a biomassa residual da colheita de milho, palha da casca e sabugo da espiga, além da caracterização como combustível sólido para estimativa na cogeração de energia. A metodologia considera as distribuições geográficas da produção de milho em base municipal, no Estado de Mato Grosso do Sul (MS), Brasil. A biomassa residual da colheita de milho tem suas frações de massa e características energéticas determinadas por análise imediata e elementar, densidade a granel e poder calorífico (superior e inferior). Além disso, avaliação de energia e potência obtidas através da tecnologia de usinas de cogeração termoelétrica. As conclusões do trabalho indicam que existe grande quantidade disponível para uso energético (~190.106 kg) de biomassa residual da colheita de milho (palha da casca e sabugo da espiga), e uma microrregião geográfica principal no Estado de Mato Grosso do Sul (MS). Suas características como combustível sólido, i.e., PCS~18 MJ.kg-1 e TMC,db < 10%, com elevada disponibilidade de oxigênio para combustão (TO ~43%) e reduzido teor de cinzas (TAsh < 4%) corroboram seu uso para energia, como na combustão combinada (ou co-combustão) a bagaço da cana-de-açúcar ou carvão mineral em termoelétricas. Os valores de massa específica aparente sugerem o adensamento como uma opção interessante para a comercialização de peletes ou briquetes. A avaliação de energia e potência gerada têm uma contribuição significativa para a microrregião de Dourados (~2 GWElectric) e poderia atender a agricultura e outras demandas de energia rural por meio de usinas de cogeração. Ao todo, palha da casca e sabugo da espiga são coprodutos de valor agregado que podem desempenhar um papel significativo na cadeia produtiva do milho.Referências
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6.922: Carvão vegetal – ensaios físicos - determinação da massa específica (densidade à granel), Rio de Janeiro: ABNT, 1981.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7.402: Carvão vegetal – determinação granulométrica, Rio de Janeiro: ABNT, 1982.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 8.112: Carvão vegetal – análise imediata. Rio de Janeiro: ABNT, 1986.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 8.631: Carvão mineral – análise elementar - método de ensaio. Rio de Janeiro: ABNT, 1984a.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 8.633: Carvão vegetal – determinação do poder calorífico. Rio de Janeiro: ABNT, 1984b.
ARTUZO, F. D; FOGUESATTO, C. R.; SOUZA, A. R. L.; SILVA, L. X. Gestão de custos na produção de milho e soja. Rev. Bras. Ges. Neg., São Paulo-SP, v. 20, n. 2, p. 273-294, 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.7819/rbgn.v20i2.3192.
BALBINOT, A.; BRUSAMARELLO, V. J. 2. ed. Instrumentação e fundamentos de medidas. Rio de Janeiro: LTC, 2010. 385 p. v. 1.
BRAND, M. A. Energia da biomassa florestal. Rio de Janeiro, Brazil: Interciência. 2010. 131 p.
BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Projeções do agronegócio: Brasil 2012/2013 a 2022/2023. Brasília-DF. Assessoria de Gestão Estratégica. MAPA/ACS, 2013.
CORTEZ, L. A. B.; LORA, E. E. S.; GÓMEZ, E. O. 2008. Biomassa para energia. Campinas, Brazil: Editora da Unicamp, 2008. 733 p.
CERVI, W. R.; LAMPARELLI, R. A. C.; GALLO, B. C.; BORDONAL, R. O.; SEABRA, J. E. A.; JUNGINGER, M.; VAN DER HILST, F.; Mapping the environmental and techno-economic potential of biojet fuel production from biomass residues in Brazil. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, v. 15, n. 1, p.282-304, 2021. DOI: 10.1002/bbb.2161.
CHEN, Y.; YANG, H.; YANG, Q.; HAO, H.; ZHU, B.; CHEN, H. Torrefaction of agriculture straws and its application on biomass pyrolysis poly-generation. Bioresource Technology, Amsterdam, v. 156, p.70-77, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2013.12.088 .
DU, C.; WU, J.; MA, D.; LIU, Y.; QIU, P.; QIU, R.; LIAO, S.; GAO, D. Gasification of corn cob using non-thermal arc plasma. International Journal of Hydrogen Energy, Amsterdam, v.40, n.37, p.12634-12649, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.07.111.
FAOSTAT - Food and Agriculture Organization of the United Nations. (org.). Cultivo. 2017. Available in: http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC. Acesso em: 17 abr. 2020.
GARCIA, R. Combustíveis e combustão industrial. 2. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2013, 358 p.
GOJIYA, A.; DEB, D.; IYER, K. K. R. Feasibility study of power generation from agricultural residue in comparison with soil incorporation of residue, Renewable Energy, v. 134, n. 4, p. 416-425, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.11.003.
GONDWE, K. J.; CHIOTHA, S. S.; MKANDAWIRE, T.; ZHU, X.; PAINULY, J.; TAULO, J. L. Crop residues as a potential renewable energy source for Malawi’s cement industry. Journal of Energy in Southern Africa, Cape Town, v. 28, n. 4, p. 19-31, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.17159/2413-3051/2017/v28i4a2921.
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (org.). Available in: https://sidra.ibge.gov.br/home/lspa/mato-grosso-do-sul. Acesso em: maio 2015.
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (org.). Available in: home/geociencias/areaterritorial/principal.shtm. Acesso em: maio 2017.
KYRYZYUK, S.; KRUPIN, V.; BORODINA, O.; WAS, A. Crop residue removal: assessment of future bioenergy generation potential and agro-environmental limitations based on a case study of Ukraine. Energies, v. 13, n. 20, p. 5343, 2020. https://doi.org/10.3390/en13205343.
LIU, J.; HUFFMAN, T.; GREEN, M. Potential impacts of agricultural land use on soil cover in response to bioenergy production in Canada, Land Use Policy, v. 75, n. 6, p. 33-42, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2018.03.032.
NOGUEIRA, L. A. H.; LORA, E. E. S. Dendroenergia: fundamentos e aplicações. Rio de Janeiro, Brazil: Interciência, 2. ed. 2003, 200 p.
OLIVEIRA, A. L. R.; MASCARENHAS, C.; LOPES, B. F. R.; MORINI, C. Aplicação de modelagem matemática para otimização da logística de exportação do milho no estado do Mato Grosso. Rev. Agro. Amb., Maringá, v. 8, n. 3, p. 505-522, 2015. DOI: 10.17765/2176-9168.2015v8n3p505-522.
PARIKH, J.; CHANNIWALA, S. A.; GHOSAL, G. K. A correlation for calculating HHV from proximate analysis of solid fuels. Fuel, Amsterdam, v.84, n.5, p.487-494, 2005. DOI: 10.1016/j.fuel.2004.10.010.
PARIKH, J.; CHANNIWALA, S. A.; GHOSAL, G. K. A correlation for calculating elemental composition from proximate analysis of biomass materials. Fuel, Amsterdam, v. 86, n. 12-13, p. 1710-1719, 2007. DOI: 10.1016/j.fuel.2006.12.029.
RIBEIRO, S.S. Cultura do milho no Brasil. Rev. Cien. Sem. Acadêmica, Fortaleza-CE, v. 49, p.1-13, 2014. Disponível em: https://semanaacademica.com.br/artigo/cultura-do-milho-no-brasil.
RECH, L. R.; MORAIS, M.; VOGEL, E.; SCHLINDWEIN, M. M.; BINOTTO, E.; MAUAD, J.R.C. Consumo de energia por atividades agropecuárias: o caso de uma cooperativa de eletrificação rural. Rev. Gest. Sust. Ambient., Florianópolis, v. 54, n. 4(esp), p. 347-363, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.19177/rgsa.v4e02015347-363.
REIS, J. G. M.; VENDRAMETTO, O.; NAAS, I. A.; COSTABILE, L. T.; MACHADO, S. T. Avaliação das estratégias de comercialização do milho em MS aplicando o Analytic Hierarchy Process (AHP). Rev. Econ. e Soc. Rural, Brasília-DF, v. 54, n. 1, p.131-146, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1234-56781806-9479005401007.
RENDEIRO, G.; NOGUEIRA, M. F. M. (org.). Combustão e gaseificação de biomassa sólida (soluções energéticas para a Amazônia). Brasília, Brazil: MME, 2008. 192 p.
SATPATHY, S. K.; TABIL, L. G.; MEDA, V.; NAIK, S. N.; PRASAD, R. Torrefaction of wheat and barley straw after microwave heating. Fuel, Amsterdam, v. 124, p. 269-278, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.01.102.
SILVA, R. L.; PAULA, I. O.; PATELLI JÚNIOR, J. R.; TORRES, T. R. C.; PEREIRA, T. V. Residual biomasses in the micro-region of Dourados (MS): assessment and availability for energy in agricultural thermal conversion. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v. 37, n. 3, p. 433-440, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v37n3p433-440/2017.
SILVA, R. L.; SILVA, A. M. P. Quantificação do biogás da suinocultura e da energia térmica obtida via combustão na região Centro-Oeste. Energia na Agricultura, Botucatu, v. 31, n.1, p. 31-37, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.17224/EnergAgric.2016v31n1p31-37.
UZUN, H.; YILDIZ, Z.; GOLDFARB, J. L.; CEYLAN, S. Improved prediction of higher heating value of biomass using an artificial neural network model based on proximate analysis. Bioresource Technology, Amsterdam, v. 234, p. 122-130, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.03.015.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
A Revista se reserva o direito de efetuar, nos originais, alterações de ordem normativa, ortográfica e gramatical, com o intuito de manter o padrão culto da língua, respeitando, porém, o estilo dos autores. As opiniões emitidas pelos autores são de sua exclusiva responsabilidade.Os direitos autorais pertencem exclusivamente aos autores. Os direitos de licenciamento utilizado pelo periódico é a licença Creative Commons Attribution
