Biomassa: como medir sua umidade?

O que é e como medir a umidade da biomassa? Os materiais denominados ‘biomassa’ tem sua origem em produtos vegetais (lenha, cavacos de madeira, serragem, bagaço ou palha de cana, casca de arroz, casca de coco, etc.) e são constituídos principalmente por Carbono (49 a 50%), Oxigênio (44 a 45%), Hidrogênio (5 a 7%), Nitrogênio (0,1 a 1%) e outros elementos em pequenas quantidades. Em todos os materiais existe ainda um certo volume de água inerente à sua constituição, é a esta quantidade de água que denominamos teor umidade. Expressamos o teor de umidade em base úmida, ou seja,  é o volume percentual do material que é constituído por água. Exemplo: 100 kg de biomassa com umidade de 35% possui 35 kg de água.

Medidor de Umidade para Biomassa e Granulados - M75
Medidor de Umidade para Biomassa e Granulados – M75

Para que aconteça a combustão os constituintes da biomassa devem estar completamente secos. Assim, uma parte do combustível é destinado a evaporar a água existente no material (aquela água indicada no teor de umidade do material), a outra parcela é gasta para evaporar a água que se forma quando o Hidrogênio que constitui o material combina-se com o Oxigênio gerando moléculas de água. O material restante após a evaporação destas duas formas de água gera a energia que será aproveitada no processo de queima da biomassa.

Para se caracterizar um material em relação à sua capacidade de gerar energia utilizam-se os termos PCS, PCI e PCU, em especial este último. O que significam essas siglas?

O que é PCS? Poder Calorífico Superior: quantidade de energia gerada por um combustível com teor de umidade igual a 0,0%. Neste valor NÃO se considera a energia dispendida na evaporação da água formada durante a combustão.  

O que é PCI?  Poder Calorífico Inferior: quantidade de energia gerada por um combustível com teor de umidade igual a 0,0%, descontando-se a energia dispendida na evaporação da água formada na combustão.

O que é PCU? Poder Calorífico Útil (algumas vezes também chamado de PCL – Poder Calorífico líquido): quantidade de energia produzida pela queima da biomassa descontadas a energia gasta na evaporação da água presente no material (Teor de Umidade) e da água gerada pelo teor de Hidrogênio daquele material.

Ou seja, sempre PCS > PCI > PCU

Medidor de Umidade para Biomassa Marrari M75
Medidor de Umidade para Biomassa Marrari M75

Como medir o teor de umidade da biomassa? Uma maneira é a secagem de uma amostra do material até este apresentar peso constante. A dificuldade deste método está na demora do processo, no pequeno volume amostral e nos equipamentos necessários para sua execução. O método pode ser consultado na norma NBR 14929 (ABNT, 2017).

Outra maneira é a utilização de medidores eletrônicos. Estes fazem análises instantâneas e pela sua simplicidade e volume da amostra permitem a análise de grandes volumes de material, o que significa uma avaliação muito mais precisa (ver artigo “Aplicação do método dielétrico, princípio capacitivo para a medição da umidade de cavacos de madeira”). Além disso os resultados podem ser armazenados na memória do equipamento o que permite a elaboração de relatórios e estatísticas. Alguns medidores indicam ainda o PCU do material medido, o que permite a avaliação do material diretamente pela sua capacidade em produzir energia útil.

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Autor: Eng. Celso Martini – Diretor Comercial – Marrari Automação


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