Ferruccio Pittaluga,
A partir de 2011, a inovadora PME Tecnoforest Ltd. (anteriormente uma spin-off académica da Universidade de Génova) direcionou a sua atividade para o teste de tecnologias existentes e para o desenvolvimento de novas tecnologias de gaseificação de aparas de madeira em pequena escala, destinado a garantir energia elétrica e autossuficiência térmica para os empreendimentos rurais dos setores florestal e agrícola (www.tecnoforest.wordpress.com). Por outro lado, o elevado teor de poluentes dos seus produtos (gás de síntese e biocarvão), comum tanto aos gaseificadores de corrente descendente como de corrente ascendente, tornou-se evidente como o principal obstáculo que impede, na ausência de disposições de redução dificilmente acessíveis, uma penetração generalizada tanto na agricultura como nos sectores das energias renováveis.
Graças ao novo processo de gaseificação em lote recentemente desenvolvido na Tecnoforest Ltd., um gás de síntese sem alcatrão é libertado do bocal superior do gaseificador, enquanto um resíduo sólido composto de biocarvão altamente limpo é produzido na parte inferior, nada adequado, como atestada por certificação oficial, tanto para aplicações agronómicas como para outras aplicações bastante diversificadas. O referido processo ocorre, na modalidade descontínua, no interior de um reactor dotado de capacidade basculante para permitir a descarga do biocarvão quente no final do processo, após o que um novo ‘ciclo de gaseificação’ pode ser imediatamente reiniciado. Os detalhes são fornecidos nas refs. [6,7]. O nome do gaseificador produtor de biochar é SynChar: está disponível para compra online no site [8]. O mesmo processo básico, que no SynChar depende da convecção natural, pode ser convertido para operação contínua com ar forçado, fornecendo ao reator com um soprador de ar inferior, bem como um alimentador de aparas de madeira montado na lateral, ou seja, uma unidade motorizada de tremonha-sem-fim. Neste caso, o gás de síntese isento de alcatrão pode ser alimentado a um queimador de um esquentador ou transportado para um aquecedor de uma unidade de ar. As aplicações mais adequadas seriam para o aquecimento de estufas, talvez até com a clara vantagem de permitir a indução da fertilização carbónica do ar ambiente, estando, evidentemente, limitada às horas de sol. Se as dimensões dos aparas se mantiverem no intervalo de 1 a 3 cm e o seu teor de humidade não ultrapassar os 25%, o processo de gaseificação revela-se bastante eficiente, como se pode comprovar por um resíduo sólido notavelmente baixo, composto apenas por cinza limpa. O nome do gerador de gás de síntese para aplicações térmicas é SynBurner: as suas principais características com dados de desempenho detalhados são apresentadas nas refs. [6,7]. Também está disponível para compra online no site [8].
O processo de gaseificação acionado por soprador e ligeiramente pressurizado que ocorre no reator SynBurner foi recentemente redesenhado para uma configuração operada por sucção. Esta última modalidade, exceto pela pressão (agora inferior à atmosférica), assemelha-se largamente, em design e funcionalidade, à anterior, mas, mais importante ainda, permite desta forma abastecer diretamente motores estacionários de combustão interna para produção combinada de calor e energia . geração (CHP). O reactor que implementa a disposição acima referida recebeu o nome de SynGen: uma das suas características distintivas, realmente única no actual panorama tecnológico dos gaseificadores de aparas de madeira, é a de ser adequado para alimentar com gás de síntese não só motores de ignição por faísca , mas também de ignição por compressão ( motores diesel). Na verdade, é apenas esta última modalidade que está a ser perseguida atualmente na Tecnoforest Ltd. No caso mais simples, os motores diesel são tipicamente da tipologia bi-fuel, em que o ar é pré-misturado com gás de síntese antes da válvula de admissão e uma pequena quantidade de combustível líquido (por exemplo, óleo vegetal usado) é injetado apenas para fins de ignição. Uma modalidade alternativa muito peculiar, embora realmente desafiante, atualmente em investigação, baseia-se na intenção de aumentar a tendência de autoignição do gás de síntese, ou seja, o seu número de cetano, induzindo um estágio inicial de uma reação FP gás-líquido ( Fischer- Tropsch) graças ao efeito catalítico da lã de ferro oxidada encontrada pela corrente de gás de síntese pouco antes de ser pré-misturada com ar. São ainda necessárias mais experiências para verificar, para além das propriedades de ignição que acabámos de discutir (em ambos os casos acima,
ou seja, ‘duplo combustível’, bem como modalidades FP), a obtenção da qualidade de ‘grau de motor’ para o gás de síntese. Esta última questão não se refere à presença de alcatrão, uma vez que a sua concentração foi definitivamente determinada como muito baixa, mas sim ao possível arrastamento de partículas finas de carvão dentro do fluxo de gás de síntese. Para resolver este problema, foi instalado um separador de ciclone multivórtice muito eficiente antes da admissão do motor.
Sob muitos aspetos, o reator SynGen surge como uma ‘inovação apropriada’ bastante peculiar: na verdade, consegue ultrapassar as limitações bem conhecidas dos gaseificadores padrão de corrente descendente (e corrente ascendente) sem recorrer a um design mais complexo, mas sim, implementando uma forte simplificação de a tecnologia. Desta forma, a fraca qualidade do gás de síntese e as fastidiosas e frequentes necessidades de manutenção normalmente encontradas durante o funcionamento dos gaseificadores standard, são devidamente corrigidas com a tecnologia SynGen graças a um design muito simples e a uma estrutura extremamente robusta. As características mais importantes que contrariam a formação de poluentes pirolíticos no interior do gás de síntese são o fornecimento de ‘soleira flutuante’ e o pequeno volume, no interior do reactor, ocupado pela coluna de aparas de madeira [6,7]. Recentemente, no Laboratório de Gaseificação Tecnoforest, todos os aspetos acima relacionados com o reator SynGen, em particular a sua notável fiabilidade em sustentar com segurança a operação contínua durante longos períodos de tempo, foram considerados adequados para justificar a alimentação do seu gás produzido num motor diesel acionando um motor elétrico gerador. A unidade geradora de energia está a ser submetida a testes de desempenho que serão relatados e discutidos na apresentação detalhada.