Politécnica
10E
Revista do Instituto Politécnico da Bahia
Fundado em 1896
Ano 4 * Edição trimestral * Junho/2011 * ISSN 1809-8169
Estações de Fukushima
INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DOS MODELOS
O SISTEMA MUNDIAL DE ENERGIA SUSTENTÁVEL
EXERCÍCIOS DE AVALIAÇÃO ECONÔMICA
BIODIESEL : O COMBUSTÍVEL VERDE DO BRASIL
ALGUMAS OBSERVAÇÕES SOBRE O USO DAS ENERGIAS ALTERNATIVAS
Expediente
A Revista POLITECNICA é uma publicação do Instituto Politécnico da Bahia – IPB , visando a
apresentação de trabalhos científicos na área da Engenharia.
Ano III – Numero 10 - E - 2º trimestre /2011 – ISSN 1809-8169 - Instituto Politécnico da Bahia - IPB
Conselho Editorial
José Góes de Araújo - Fundador
Professor Adjunto Aposentado da Escola Politécnica da UFBA
Presidente do Instituto Politécnico da Bahia – IPB
Membro do Conselho Superior da Fundação Escola Politécnica
João Augusto de Lima Rocha
Doutor em Engenharia, Universidade de São Paulo - USP
Professor Adjunto da Escola Politécnica da UFBA
Membro do Conselho Curador da Fundação Anísio Teixeira
Ex-Presidente da Associação dos Professores
Universitários da Bahia - APUB
Caiuby Alves Costa
Doutor em Engenharia, Universidade de Paris
Professor Adjunto e Diretor da Escola Politécnica da UFBA
Martha Godinho dos Anjos
Engenheira Civil
Coordenadora
Wellington C. Figueiredo
Doutor em Engenharia, University of Central Florida
Professor Titular de Transportes da Ufba
Coordenador do CETRAMA, Escola Politécnica da UFBA
Carlos Arthur M. Teixeira Cavalcante
Doutor em Engenharia, Universidade de São Paulo- USP
Professor Adjunto da Escola Politécnica da UFBA
Assessória de Edição
Paulo N. Teixeira Alves
Web design
www.Projetus.com
Valdir Leite Junior
E-mail : [email protected]
Publicação Eletrônica : IPB
Nossa Capa: Estações de Fukushima – Fonte:
http://rr.sapo.pt/informacao_detalhe.aspx?fid=1237&did=146406
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EDITORIAL
Existem diversas formas de energia no nosso planeta, umas que não prejudicam os seres
humanos e outras que prejudicam e muito. Temos sempre que estar atentos ao Custo-Benefício.
Com o recente desastre acontecido em uma das Usinas Nucleares no Japão estamos sempre
comparando ao que aconteceu há anos em Chernobyl . É a energia mais cara e perigosa no caso
de um acidente. No caso do Japão não se tem muitas variedades de energia para escolha tão
fácil como no caso do nosso Brasil.
Aqui temos entre outras a mais viável que seria a energia Eólica mais natural e de menor custo e
que o Brasil tem um potencial de 350 Mbytes correspondendo ao dobro do que necessitamos.
Claro está que não devemos ter somente energia Eólica pois temos que diversificar com outros
tipos de energia para segurança do sistema energético brasileiro.
Devido as características do Brasil temos uma variedade de energias que não são prejudiciais e
que podemos escolher com análises bem precisas.
Devido a existência do mineral Urânio em uma cidade do interior da Bahia – CAETITÉ – já está
havendo a exploração do minério na área sem os devidos cuidados com a população e com o
meio-ambiente.
Foram escolhidos pelo Governo Federal também outros Estados do Nordeste além da Bahia como
Sergipe, Alagoas e Pernambuco para serem construídas outras Usinas Nucleares num total de
4(quatro).
Penso que está na hora do povo brasileiro ser consultado sobre essas decisões que afetam e
muito a nossa saúde e que são custeadas com o nosso dinheiro.
Está na hora de serem feitos Referendos e Plebiscitos para que o povo brasileiro participe e
decida.
Martha Godinho
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INSTITUTO POLITECNICO DA BAHIA
REVISTA ELETRONICA Nº. 10 - E
Sumario
1 - INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DOS MODELOS
Prof. Eng. Jose Góes de Araújo - Dr. Eng. Departamento de Engenharia Mecânica da Escola
Politécnica da UFBA Carlos Arthur Mattos Teixeira Cavalcante
2 - O SISTEMA MUNDIAL DE ENERGIA SUSTENTÁVEL
Dr. Fernando Alcoforado
3- EXERCÍCIOS DE AVALIAÇÃO ECONÔMICA
Prof.: Elmo L. Felzemburg & Eng. Wellington Figueiredo, PhD
4 - BIODIESEL : O COMBUSTÍVEL VERDE DO BRASIL
Prof. Dr. Ednildo Andrade Torres/UFBA - Doutor em Engenharia Mecânica/Energia (UNICAMP)
Professor Adjunto da UFBA Coordenador do Laboratório de Energia e Gás da Escola Politécnica
5 - ALGUMAS OBSERVAÇÕES
ALTERNATIVAS
SOBRE O USO DAS ENERGIAS
Caiuby Alves da Costa , Dr.Eng
Prof . Associado da EPUFBA
6- PROBLEMAS DE ENGENHARIA Nº 10 E
Os textos assinados e aqui publicados são de exclusiva responsabilidade de seus autores,
podendo não representar a opinião do Conselho Editorial ou mesmo da Diretoria do IPB.
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1
INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DOS MODELOS
Prof. Eng. Jose Góes de Araújo
Dr. Eng. Departamento de Engenharia Mecânica da Escola Politécnica da UFBA
Carlos Arthur Mattos Teixeira Cavalcante
ESTE ARTIGO JÁ FOI PUBLICADO NA REVISTA N.2
Abstract: this article shows the basic considerations of similarity between the Model and the Prototype comparing
through the Froude Number and the application of dimensionless equation and empiric number.
Resumo: o artigo demonstra as considerações básicas de semelhança entre o modelo e o protótipo comparados entre
a aplicação do numero de Froude com a aplicação de equações adimensionais e números empíricos.
Palavras-Chave:
numero de Froude, modelos náuticos e protótipos
1- INTRODUÇÃO
O conceito de MODELO está ligado à noção de simulação. Um PROTÓTIPO, ainda a ser construído, o
aperfeiçoamento de um sistema de segurança de um veículo, a melhoria da eficiência de uma unidade
operacional e muitos outros exemplos podem ser avaliados e aperfeiçoados através de MODELOS.
A importância do modelo está na similaridade com o protótipo, posto que a finalidade é gerar e utilizar o
modelo de tal maneira que ele reproduza o comportamento físico, químico ou térmico do protótipo,
permitindo extrapolações válidas. Cabe ao pesquisador definir os efeitos a serem investigados e as
variáveis prioritárias a serem modeladas.
2-TIPOS DE MODELOS
São três os tipos de modelos:
O modelo geométrico, que representa a forma geométrica em escala reduzida ou ampliada, em duas ou três
dimensões, como, por exemplo, mapas e maquetes.
O modelo físico, que procura representar em escala o protótipo ou o sistema pesquisado simulando as
variáveis consideradas pertinentes.
O modelo matemático, que representa ou reproduz o sistema ou o conjunto de variáveis por meio de
equações matemáticas. Este artigo limita-se ao estudo sumário do modelo físico. O estudo das
semelhanças química e térmica, muito mais complexas e indispensáveis para o scale-up de processos de
laboratório para planta-piloto e destas para o protótipo, não serão consideradas neste artigo.
A pesquisa da semelhança química e da semelhança térmica, muito mais complexa, demanda e é condição
indispensável para o scale-up dos processos entre o laboratório e a planta-piloto e entre esta e o
PROTÓTIPO.
3-MODELO - PROTÓTIPO
Consideramos protótipo como o equipamento, a embarcação, o avião, o sistema operacional, ou qualquer
sistema físico real que deverá ser avaliado antes de sua construção ou montagem através da avaliação
de desempenho de modelo físico. Nosso objetivo é apresentar algumas considerações relevantes para a
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especificação ou cálculo de variáveis relevantes de um modelo físico que reproduza adequadamente o
desempenho especificado para -protótipos de navios ou embarcações.
Apesar da impossibilidade de existir uma semelhança absoluta, é necessário que haja similaridade de
performance entre o modelo e o protótipo. Afirmar que o protótipo e o modelo têm performance semelhante
significa dizer que um mesmo fenômeno ocorre em ambos quando as mesmas condições físicas são
aplicadas sobre eles. Modelos e protótipos podem diferir nas dimensões geométricas, na composição dos
materiais de suas construções e até na grandeza das forças envolvidas, desde que seja mantida a
semelhança nas variáveis a serem pesquisadas.
A semelhança pode ser maior ou menor dentro dos limites das variáveis escolhidas para comparação entre
dois sistemas ou entre o modelo e o protótipo. A fim de comparar modelo e protótipo, algumas condições de
similaridades e de escala devem ser estabelecidas, como segue:
Um modelo é geometricamente similar ao protótipo quando mantêm proporcionalidade constante (escala)
nos três eixos geométricos.
Um modelo é estaticamente semelhante ao protótipo quando existe proporcionalidade constante (escala)
entre as deformações sofridas pelo modelo e as deformações esperadas para o protótipo.
Um modelo é cinematicamente similar ao protótipo quando a mesma escala que definiu as semelhanças
geométrica e estática é também a escala que relaciona o comportamento cinemático ou a velocidade de um
e
de
outro.
Porém isto se torna impossível como veremos no exemplo adiante.
Um modelo é dinamicamente semelhante ao protótipo quando apresenta simultaneamente semelhança
geométrica, estática e cinemática. Não é possível conciliar, em uma única escala, todas variáveis envolvidas
visando relacionar o comportamento do MODELO com o do PROTÓTIPO. Esta dificuldade é superada
por meio de grupos de variáveis identificados como Números Adimensionais e são estabelecidos através da
Análise Dimensional.
4- NÚMEROS ADIMENSIONAIS - EXEMPLO DE APLICAÇÃO
Sejam,
por
exemplo,
dois
tubos
A
e
B,
com
diâmetros
de,
respectivamente;
0,01 m e 0,10 m (øA =0,01 e øB =0,10). Pretende-se que o tubo A seja modelo do tubo B. A escala
geométrica fica então definida pelo pesquisador como: λ = øA / øB = 0,01/0,10=1/10=0,1.
O projetista deseja que no tubo B (protótipo) o fluxo seja em regime estacionário, turbulento e isotérmico.
Outros parâmetros definidos em projeto para o protótipo são os indicados na tabela abaixo:
Parâmetro de projeto
Fluido
Protótipo
Água a 20 °C
3
785 X 10- m
2
Seção Transversal (S B)
(78,5 em")
0,2123 m/s
Velocidade de escoamento (V B)
(21 ,23 cm/s)
Para a determinação dos parâmetros do modelo, quando apenas a escala geométrica (1/10) é aplicada,
encontramos:
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Diâmetro: øA = λ. øB = 0,1-0,1=0,01m.
Seção Transversal:
S A = λ . S B = 0,10 -7,85 x 10-3 = 7,85 x 10-4 m
Notar que, quando calculada pela simples aplicação da escala, resulta em valor errado.
Seção Transversal:
S A = π. (øA)² / 4 = 3,14- (0,01)² /4 = 7,85 x 10-5 m
Notar que, quando calculada sem a "simples aplicação da escala", resulta em valor correto.
Notar que S A = λ² . S B resulta de análise dimensional.
Velocidade:
V A = λ . V B = 0,1 . 2,12 x 10-¹ = 2,12 x 10-² m/s .
Como se vê, a mera aplicação da escala geométrica não irá reproduzir a condição de escoamento
turbulento do fluido no tubo B como foi verificado no cálculo da seção transversal. De fato, calculado o
Número de Reynolds para o modelo e o protótipo, encontramos:
R A = øA . VA . P = 0,01· 2,12 x 10-² ·1000 = 189 →
µ
1,12x10-³
Regime Laminar.
R B = øB . VA . P = 0,01· 2,12 x 10-¹ ·1000 = 18.900 →
µ
1,12x10-³
Regime Turbulento.
Para a avaliação do comportamento, os dois sistemas deveriam ter o mesmo regime de fluxo e, para tanto,
no tubo A, a velocidade deveria ser aumentada para que o tubo A, o MODELO, represente as condições
cinemáticas do PROTÓTIPO com perfis de velocidade semelhantes; e isto só poderá ser alcançado se
ambos tiverem igual Número de Reynolds. No exemplo, não foram consideradas as semelhanças química e
térmica, ou seja, os problemas de corrosão que aumentam, ao longo do tempo, as rugosidades e
incrustações, nem as pressões que definiriam as espessuras das paredes.
5- MODELO DE EMBARCAÇÃO
Para a avaliação do avanço de uma futura embarcação (PROTÓTIPO) que será testada em um Canal de
Arrasto surge o mesmo problema, pois a aplicação exclusivamente da escala geométrica não atende à
comparação do comportamento cinemático e dinâmico do PROTÓTIPO.
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Através da análise dimensional encontramos grupos adimensionais de variáveis. Esses agrupamentos de
variáveis são conhecidos pelos nomes dos pesquisadores, como por exemplo, Número de Froude e Número
de Reynolds, dentre outros.
O Número de Froude, F e = V²
g.L
sendo adimensional, tem sempre o mesmo valor, qualquer que seja o
conjunto de unidades consistentes e resulta no relacionamento das Forças de Inércia / Forças Viscosas,
assim como o Número de Reynolds. O Número de Froude orienta o projetista na predição do
comportamento ao avanço, da resistência ao avanço, do consumo de combustível e das tensões a que
ficará sujeita a estrutura da embarcação.
A conclusão encontrada por Froude para a resistência ao avanço de barcos semelhantes foi:
"É igual ao cubo das dimensões lineares (eslora) sempre que suas respectivas velocidades sejam
proporcionais à raiz quadrada destas mesmas dimensões". Ou seja, desde que a viscosidade e a densidade
do fluido sejam constantes, as embarcações geometricamente semelhantes terão comportamento similar
quando o quociente V² permanecer constante.
L
Portanto, enquanto a escala À atende à redução geométrica, não servirá para comparação cinemática, mas
sim uma nova escala λ² ; para a comparação dinâmica, a escala seria λ³ . Como o que interessa na
comparação é a razão acima explicitada, podemos usar valores relativos desde que seja mantido o
mesmo critério ao longo da operação de pesquisa. Chamando-se de G A (Grau de Avanço), a razão V
√L
expressa em unidades de km/h a velocidade e, em metros, o comprimento na linha d'água (eslora).
6- MOVIMENTO DAS EMBARCAÇÕES E GRAUS DE AVANÇO
De acordo com Baader (1951), há quatro estados de deslocamento de embarcações, cada um deles
associado a uma faixa de valores para o grau de avanço, como segue:
Derivar: O ≤ GA < 1; a água flui, ao longo do casco, em regime laminar; o movimento é muito lento não há
formação de ondas.
Navegar: 1 ≤ GA < 8; todo o peso da embarcação está sustentado pelo equivalente ao peso do volume da
água deslocada; verifica-se o surgimento de ondas e a existência da fricção da água sobre o casco.
Planar: 8 ≤ GA < 20; com um desenho apropriado e o aumento da velocidade, surge a sustentação
hidrodinâmica e a embarcação trafega sobre meia onda.
Deslizar: GA ≥ 20; a embarcação trafega exclusivamente com sustentação hidrodinâmica.
No estado de Derivar, a camada da água junto ao casco é a capa de arraste laminar e origina-se da fricção
ou do atrito da água sobre a superfície do casco. Não há necessidade de preocupação com a forma do
casco, pois do ponto de vista prático não existem problemas hidrodinâmicos nem formação de ondas.
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.
Deslizar
GA ≥ 20
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No estado de Navegação observado na grande maioria das embarcações, a exemplo de canoas, veleiros,
rebocadores, navios de grande porte, e outras, a resistência ao avanço resulta da fricção no casco da seção
mestra e das ondas formadas na proa pelo deslocamento da embarcação. À medida que a velocidade do
avanço aumenta, cresce a resistência até chegar à velocidade de saturação do casco. Para redução da
resistência ao avanço o projetista deve considerar:
A forma da proa;
A forma da popa;
O desenho do casco (seção mestra);
A rugosidade da superfície molhada.
Como as ondas se formam na proa e escapam na popa, os projetos devem considerar a importância de
suas formas. À medida que a velocidade aumenta, a distância entre as cristas das ondas diminui até a
embarcação atingir uma velocidade que cria o deslocamento sobre uma única onda. Aumentando mais a
velocidade há um grande aumento da energia, pois se torna necessário empurrar a grande quantidade de
água na frente da embarcação indicando que para aquele desenho, o casco chegou ao limite.
Nos estados de Planar e Deslizar, o avanço é dependente da forma do casco, da potência usada para o
deslocamento e da modalidade de aplicação da potência para o deslocamento, além de outros fatores.
Já o comportamento de embarcações deslocadas por motor a jato, sem contato com a água, difere de
outras cujo jato é submerso. Outros aperfeiçoamentos das embarcações tais como os Hovercraft e os
Rover-marine são motivos de novas considerações, pois elas flutuam sobre um colchão de ar.
O navio Liberté, navegando a 29 nós, ganhou a chamada "Fita Azul" pela mais rápida travessia do Atlântico
Norte. Na linha d'água media 284,54 m e poderia atingir, em condições favoráveis de vento e mar, 30 nós
de velocidade ou 55,6 km/h, com o valor de GA = 3,29. Comparativamente, um iate com eslora de 10 m e
velocidade 10,75 krn/h (GA = 3,40) apresenta o mesmo desenvolvimento de ondas que o navio.
Observar, na foto, a semelhança na formação da primeira onda na proa e a segunda na metade do
comprimento. Nas duas fotos o vento está de través prejudicando a observação do escoamento das ondas
na popa do Liberté.
GA = 3,29
7. RESISTÊNCIA AO AVANÇO
A resistência ao avanço depende da densidade do meio, da superfície apresentada e do quadrado da
velocidade. A fórmula geral para Resistência ao Avanço (RAv) é:
RAv = c· P ·V² ·S (em quilogramas).
2
O valor de C pode ser encontrado em gráficos RAv versus GA.
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8. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Expressando o Número de Reynolds com a viscosidade cinemática, Re, = V .L
y
e considerando a
viscosidade cinemática para água doce y = 0,0000013 m2/s (BAADER, p.424),
podemos simplificar Re = V.L·800.000.
Um navio com 100 m de eslora, navegando a 36 krn/h, ou seja, 10 m/s, terá um
Re = 800.000.000 e GA = 36 = 3,6 e estaria avançando dentro do limite hidrodinâmico do seu casco.
√100
O MODELO do navio, na escala geral λ = 1/10, com 10 metros na linha d'água ou eslora, desenvolvendo
uma velocidade de 3,6 krn/h ou 1,0 rn/s, terá um Re = 800.000 e o GA = 1,3, ou seja, o avanço seria muito
lento e estaria quase no estágio de derivar.
Para o modelo poder representar o
para V = 10 . 3,6 = 11,38 km/h e GA = 3,6.
protótipo,
deveria
ter
a
velocidade
aumentada
Convém ressaltar que a fricção é similar se tanto o modelo quanto o protótipo se deslocarem com igual
Re = V . L mas, o numero de Froude Fe = V ², da mesma maneira que g·L o Número Arbitrário (aqui
y
g.L
chamado de Grau v de Avanço) GA = V expressa condições opostas para iguais condições dinâmicas.
L
No caso dos modelos, para que o ensaio seja satisfatório, a aplicação correta das escalas deve preceder à
aplicação direta dos números de Reynolds e de Froude.
Tomando por base a eslora, ou seja, distância entre as perpendiculares na linha d'água, têm-se as
seguintes relações de semelhança a serem aplicadas nas escalas dos modelos.
Dimensões lineares. ou seja, escala geométrica Λ
Superfícies molhadas, seção reta na maior
λ²
Deslocamentos (volumes)
λ³
Velocidade
√λ
Resistência ao avanço
λ³
Potência em HP
λ
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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BAADER, J. Cruceros e Lanchas ... Buenos
Aires: Ed. A. Baader, 1951, p.12-80, 424p.
Brown & Associated. Unit Operation. New York:
1956, p.514-524, 611p.
FONSECA, M. M. Arte Naval. Rio de Janeiro:
SDGM, MB, 1985,2 v.
Foust & Associated. PrincipIe of Unit Operation.
New York: Foust & Associated, p.515-524, 578p.
MILLER, W.H. Picture History of the French
Line. New York: Dover Publ, 1997, 113p.
SEMIONOV, V. & TYAN, Shanky. Statics and
Dynamics of Ships. Moscou: Peace Publ., 585p.
STREET, D. The Ocean Sailing Yacht. New
York: W. W. Norton, 703p.
VAN DORN. Oceanography and Seamanship.
New York: Dodd, Mead & Co., 1974, cap.22, 481p.
WILEY, John. Handbook of Engineering
FundamentaIs. New York: Esbac, 1975, v.3,
p.41-45.
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O SISTEMA MUNDIAL DE ENERGIA SUSTENTÁVEL
Fernando Alcoforado∗
Abstract: this article aims to show the system requirements world sustainable energy aimed to reduce greenhouse
gases in the atmosphere and help combat global warming. In this sense, actions were proposed to be implemented to
achieve this goal.
Resumo: este artigo tem por objetivo mostrar os requisitos do sistema mundial de energia sustentável para reduzir o
efeito estufa na atmosfera e contribuir para o combate ao aquecimento global. Neste sentido, ações foram propostas a
serem implementadas a fim alcançar este objetivo.
Keywords:
Energy
main causes of Greenhouse gases in the atmosphere, system requirements world sustainable
Palavras-chave:
sustentável
1.
principais causas do efeito estufa na atmosfera, requisitos de um sistema de energia
Introdução
O aquecimento global resulta do efeito estufa provocado pela retenção de calor na baixa atmosfera da Terra
causada pela concentração de gases de diversos tipos. Por eras, os processos naturais garantiram
sozinhos a manutenção do efeito estufa, sem o qual a vida não seria possível na Terra. No entanto, na era
∗
Fernando Alcoforado, Doutor em Planejamento Territorial e Desenvolvimento Regional pela Universidade de
Barcelona, Graduado em Engenharia Elétrica pela UFBA - Universidade Federal da Bahia e Especialista em Engenharia
Econômica e Administração Industrial pela UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro, foi Secretário do
Planejamento de Salvador (1986/1987), Vice-Presidente da ABEMURB – Associação Brasileira das Entidades
Municipais de Planejamento e Desenvolvimento Urbano (1986), Subsecretário de Energia do Estado da Bahia
(1988/1991), Diretor de Relações Internacionais da ABEGÁS - Associação Brasileira das Empresas Estaduais de Gás
Canalizado (1990/1991), Coordenador do Programa Nacional do Dendê- PRONADEN (1991), Presidente do Clube de
Engenharia da Bahia (1992/1993), Presidente do IRAE- Instituto Rômulo Almeida de Altos Estudos (1999/2000) e
Diretor da Faculdade de Administração das Faculdades Integradas Olga Mettig de Salvador, Bahia (2003/2005). É
atualmente professor universitário e consultor de organismos públicos e privados nacionais e internacionais nas áreas
de planejamento estratégico, planejamento empresarial, planejamento regional e planejamento de sistemas energéticos.
Foi articulista de diversos jornais da imprensa brasileira (Folha de S. Paulo, Gazeta Mercantil, A Tarde e Tribuna da
Bahia), publicando artigos versando sobre economia e política mundial e brasileira, questão urbana, energia, meio
ambiente e desenvolvimento, ciência e tecnologia, administração, entre outros temas. É autor dos livros Globalização
(Editora Nobel, São Paulo, 1997), De Collor a FHC- O Brasil e a Nova (Des)ordem Mundial (Editora Nobel, São Paulo,
1998), Um Projeto para o Brasil (Editora Nobel, São Paulo, 2000), Globalização e Desenvolvimento (Editora Nobel, São
Paulo, 2006), Bahia- Desenvolvimento do Século XVI ao Século XX e Objetivos Estratégicos na Era Contemporânea
(EGBA, Salvador, 2007), Aquecimento Global e Catástrofe Planetária (P & A Gráfica e Editora, Salvador, 2010) e The
Necessary Conditions of the Economic and Social Development- The Case of the State of Bahia (VDM Verlag Dr. Müller
Aktiengesellschaft & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2010), entre outros. Possui blog na Internet
(http://fernando.alcoforado.zip.net)
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atual, o aquecimento global é produzido por processos naturais no planeta Terra, como a decomposição da
matéria orgânica e as erupções vulcânicas, que produzem dez vezes mais gases que o homem e, também,
pela atividade humana (antropogênico).
O Quadro 1 apresentado a seguir mostra as principais causas do efeito estufa na atmosfera. A análise do
Quadro 1 permite constatar que o uso e produção de energia são os maiores causadores do efeito estufa na
atmosfera (57%).
Quadro 1 - Principais causas do efeito-estufa na atmosfera
Fatores causadores do efeito estufa
Contribuição (%)
Uso e produção de energia
57
CFC
17
Práticas agrícolas
14
Desmatamento
9
Outras atividades industriais
3
Fonte: Lashof, D.A. & Tirpak, D.A.orgs. Policy options for stabilizing global climate, Washington, DC,
Environmental Protection Agency, 1989.
A Figura 1 apresentada a seguir mostra os vilões do efeito estufa e a evolução da temperatura média da
Terra de 1860 a 2004. O uso de combustíveis fósseis na agricultura e na pecuária, na indústria, nos
transportes, residências e no comércio e na produção de energia nas usinas termelétricas são os principais
vilões do efeito estufa, além do desmatamento conforme indica a Figura 1.
Figura 1- Os vilões do efeito estufa
Fonte: Revista Veja. Apocalipse Já. Edição 1961 de 21 de junho de 2006
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Independentemente das várias soluções que venham a ser adotadas para eliminar ou mitigar as causas do
efeito estufa, a mais importante é sem dúvidas a adoção de medidas que contribuam para a eliminação ou
redução do consumo de combustíveis fósseis na produção de energia, bem como para seu uso mais
eficiente nos transportes, na indústria, na agropecuária e nas cidades (residências e comércio), haja vista
ser o uso e a produção de energia responsáveis por 57% dos gases de estufa emitidos pela atividade
humana. Neste sentido, é imprescindível a implantação de um sistema de energia sustentável.
2.
Os requisitos de um sistema de energia sustentável
O Quadro 2 a seguir apresenta a participação das diversas fontes de energia no consumo de energia no
mundo.
Quadro 2- Consumo de Energia no Mundo
Fonte: International Energy Agency, Consumo de energia no mundo. 1998.
Os valores de 1998 foram os registrados enquanto os apresentados para 2010 e 2020 são projeções para a
hipótese de que seja mantida a atual política energética mundial. A análise do quadro 2 permite constatar
que, mantida a tendência atual, a participação do consumo de combustíveis fósseis (petróleo, carvão e gás
natural) evoluirá de 80% para 92% em 2020.
Se for mantida a tendência atual, é muito provável que, por volta do ano 2020, o mundo estará fazendo uso
de 75% a mais de energia e que a maior parte dela será fornecida pelo carvão, pelo petróleo, pelo gás
natural e pela energia nuclear. Nesta época, o Golfo Pérsico deverá fornecer mais de 2/3 do petróleo do
mundo, enquanto hoje esta parcela é de 26%. Além disso, serão implantadas mais de 3 vezes usinas
nucleares nos próximos 30 anos do que as que foram construídas nos últimos 30 anos as quais serão
acompanhadas por acidentes nucleares mais frequentes e por crescentes aumentos do lixo nuclear e do
plutônio. Este é o cenário energético de referência para os próximos 30 anos, se a atual matriz energética
mundial for mantida.
Tudo leva a crer que poderosas forças econômicas, ambientalistas, políticas e sociais deverão empurrar o
mundo para um sistema energético diferente do atual que deve operar necessariamente com níveis muito
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inferiores de combustíveis fósseis. A energia solar, a energia geotérmica, a energia eólica e a energia da
biomassa deverão ocupar cada vez mais espaço na matriz energética mundial no futuro Tudo leva a crer
que serão desenvolvidos grandes esforços voltados para a eficiência energética, pois é improvável que a
energia renovável venha a se tornar tão barata quanto foi o petróleo.
O uso da energia solar e de outras energias renováveis provocará mudanças de grande magnitude em todo
o planeta destacando-se, entre elas, a criação de indústrias totalmente novas, o desenvolvimento de novos
sistemas de transporte e a modificação da agricultura e das cidades. O grande desafio que se coloca na
atualidade é o de prosseguir com o desenvolvimento de novas tecnologias que aproveitem eficientemente a
energia e utilizem economicamente recursos renováveis. Este é o cenário energético alternativo que poderá
substituir o cenário de referência descrito linhas atrás evitando, desta forma, o comprometimento do meio
ambiente global.
Isto significa dizer que mudanças profundas de política energética global devem ser colocadas em prática
para reduzir o consumo de combustíveis fósseis que respondem por 75% dos suprimentos mundiais de
energia. Um novo sistema de energia sustentável só será possível, também, se a eficiência energética
global for muito aperfeiçoada. Acima de tudo, o mundo terá de produzir bens e serviços com um terço ou
metade da energia que utiliza atualmente.
Já se acham disponíveis tecnologias que quadruplicarão a eficiência da maioria dos sistemas de iluminação
e duplicarão a de novos automóveis. Melhoramentos na eficiência elétrica poderão reduzir em 40 a 75% a
necessidade de energia. As necessidades de aquecimento e de refrigeração de edifícios podem ser
cortadas para uma fração ainda menor dos níveis atuais graças a equipamentos de aquecimento e
condicionadores de ar mais aperfeiçoados, bem como uma melhor calefação e melhores janelas.
Quadruplicar a produção de energia renovável é também essencial para se obter um sistema de energia
sustentável no futuro. Isso requererá o uso da biomassa e da energia hidroelétrica, especialmente em
países de grande potencial, como é o caso do Brasil. Exigirá, também, que a energia solar, eólica e
geotérmica façam parte do “mix” energético do mundo.
É muito possível que o gás natural passe a ser o combustível fóssil predominante no futuro porque produz
duas vezes mais energia por quilo de carbono liberado. As maiores reservas conhecidas de gás natural
estão no Oriente Médio e na ex-União Soviética que, nos próximos 40 anos, poderão estar produzindo tanta
energia quanto fazem atualmente.
Certamente, a energia nuclear não será uma fonte importante de energia em um sistema energético
realmente sustentável. Nos últimos 10 anos, a expansão das usinas nucleares ficou mais lenta, reduzindose até sua paralisação no mundo inteiro. Todos os reatores existentes estão programados para sair de
atividade nos próximos 40 anos e a maior parte deles não será reposta. Os acidentes de Three Mile Island e
de Tchernobil contribuíram para a queda na expansão das usinas nucleares.
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As tecnologias já se acham à disposição para dar início a essa transição histórica de energias que só
ocorrerá com mudanças fundamentais na política energética na grande maioria dos países. O primeiro
passo consiste em redirecionar um grande número de políticas governamentais de modo que se destinem a
realizar os objetivos centrais da eficiência energética e da redução do uso de combustíveis fósseis. Por
exemplo: recompensar a aquisição de veículos automotores eficientes, encorajar alternativas de transporte
de massa em substituição ao automóvel, reestruturar as indústrias de energia e elevar os impostos sobre os
combustíveis fósseis.
A biomassa e a energia hidroelétrica já fornecem cerca de 20% da energia mundial. A biomassa sozinha
satisfaz 35% das necessidades dos países em desenvolvimento. É provável que a conversão direta de
energia solar seja a pedra angular de um sistema mundial de energia sustentável. A luz solar não apenas se
acha disponível em grande quantidade como também está mais extensamente distribuida do que qualquer
outra fonte energética.
A energia solar é bem apropriada para fornecer calor na temperatura do ponto de ebulição da água e abaixo
dele, o que responde por 30 a 50 % do uso da energia nos países industrializados e mais ainda nos países
em desenvolvimento. Daqui há algumas décadas, poder-se-á utilizar o sol para aquecer a maior parte da
água necessária e novos edifícios poderão tirar vantagem do aquecimento e do resfriamento natural para
cortar em mais de 80% a energia que utilizam. Usar eletricidade ou queimar diretamente combustíveis
fósseis para aquecer a água e edifícios são meios que poderão tornar-se raros nas próximas décadas.
O Quadro 3 apresentado a seguir indica como foi em 1989 e como deveria ser o uso mundial da energia e
as emissões de Carbono no ano 2030 para reduzir o efeito estufa.
Quadro 3 - Consumo Mundial de Energia e Emissões de Carbono em 1989 e 2030
2030
1989
Fonte de Energia
Energia
Carbono
Energia
Carbono
(mtEP)
(milhões de ton.)
(mtEP)
(milhões de ton.)
Petróleo
3.098
2.393
1.500
1.160
Carvão
2.231
2.396
240
430
Gás Natural
1.707
975
1.750
1.000
Renováveis
1.813
-
7.000
-
451
-
0
Nuclear
Total
9.300
5.764
10.490
0
2.590
Fonte: Worldwatch Institute, Consumo Mundial de Energia e Emissões de Carbono em 1989 e 20301990.
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CONTATO
Email - [email protected]
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Alcoforado, Fernando. Aquecimento Global e Catástrofe Planetária. Salvador: P & A Gráfica e Editora, 2010.
Lashof, D.A. & Tirpak, D.A.orgs. Policy options for stabilizing global climate, Washington, DC, Environmental
Protection Agency, 1989.
Revista Veja, Apocalipse Já. Edição 1961 de 21 de junho de 2006.
International Energy Agency, Consumo de energia no mundo. 1998.
Worldwatch Institute, Consumo Mundial de Energia e Emissões de Carbono em 1989 e 2030, 1990.
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3
EXERCÍCIOS DE AVALIAÇÃO ECONÔMICA
Prof.: Elmo L. Felzemburg & Eng. Wellington Figueiredo, PhD
Palavras-chave: estradas, transporte, avaliação, EPUFBA
1. Uma rodovia pavimentada com uma extensão de 20 km deverá ser fechada ao tráfego durante um ano
para obras. Neste período o tráfego deverá utilizar uma variante de terra com extensão de 34 km.
Descrever como você calcularia as perdas do tráfego em termos de custos operacionais no período.
2. Você possui um seguro de vida totalmente pago o qual vale R$3.000,00 após 12 anos. Se você retirar
este seguro hoje você terá direito a receber R$1.800,00 e este dinheiro pode ser investido no mercado
com uma taxa de juros de 6% a . a . . Você receberia este seguro agora? Porque?
3. Um veículo de manutenção de uma empresa foi severamente danificado em um acidente. Ele deve ser
consertado (A) ou trocado por um veículo novo (B)? Os custos de conserto do veículo seriam de
R$3.600,00 e ele ainda teria uma vida útil de 3 anos, ao fim do qual valeria R$900,00. Um novo veículo
custaria R$18.000,00 , usado por 6 anos , ao fim do qual seria vendido por R$ 1.200,00. Os custos de
operação dos dois veículos são iguais . Assuma uma taxa de desconto de 8 %.
4. Um trecho de rodovia deve ser revestido com tratamento superficial duplo. Dados os seguintes
elementos:
Período de análise: 8 anos
Custo de investimento: R$ 280.000,00 (ano zero)
Benefícios aos usuários: R$ 80.000,00 por ano
Custos de recapeamento no 2º , 4º e 6º anos: R$30.000,00 cada ano
Taxa de desconto : 8% aa
Determinar o VPL e a relação B/C do projeto e se o mesmo deve ser implementado.
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5. Elaborar análise de sensibilidade no exemplo anterior considerando um aumento no custo de
investimento em 20% e a existência de uma taxa de oportunidade de capital de 12%. O empreendimento
continua viável?
6. Considere os três projetos:
Projeto A: Construção de uma ferrovia
Projeto B: Construção de uma nova rodovia
Projeto C: Restauração de Rodovia Existente
O investimento inicial (I) para cada alternativa será feito no ano zero e taxa de desconto é de 11% aa. . Os
benefícios menos os custos para cada alternativa é apresentado a seguir:
ANO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Projeto A
Projeto B
Projeto C
I= R$1 MILHÃO I= R$0,9 MILHÃO I= R$0,5 MILHÃO
B-C
B-C
B-C
20.000,00
50.000,00
20.000,00
100.000,00
150.000,00
80.000,00
150.000,00
250.000,00
120.000,00
200.000,00
300.000,00
150.000,00
350.000,00
340.000,00
200.000,00
360.000,00
300.000,00
220.000,00
380.000,00
220.000,00
180.000,00
350.000,00
150.000,00
100.000,00
250.000,00
100.000,00
80.000,00
150.000,00
50.000,00
50.000,00
Defina quais o(s) melhore (s) projeto(s) para a situação sem restrição financeira.
7. Um trecho de 50+N km da BR 101 encontra-se em péssimo estado de conservação da pavimentação.
Deseja-se avaliar a viabilidade econômica de sua restauração, considerando-se apenas como benefício
direto à redução dos custos operacionais dos veículos. O custo de investimento está estimado em R$
45.000.000,00 e a obra será realizada em 2007. O volume de tráfego médio diário anual nos dois sentidos é
de 1100+N caminhões, 1800+N automóveis e 240+N ônibus em 2006. Sabe-se que o tráfego cresce a uma
taxa média de 6 % a.a.. Calcular os benefícios oriundos da redução dos custos operacionais para os
próximos 5 anos e a relação B/C do investimento, considerando uma taxa de oportunidade de capital de 9
%.
Custo operacional por km:
Automóvel:
Ônibus:
Caminhão:
Atual
Após Restauração
0,40
1,50
0,20
1,00
2,50
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2,00
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EMAIL – [email protected] – (Prof. Wellington Figueiredo)
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Adler, Hans A. – Avaliação econômica dos Projetos de Transportes – metodologia e exemplos. Livros
Técnicos e Científicos. Rio de Janeiro, Brasil. 1978
2. Highway Research Board – Highway Capacity Manual. HRB, Washington D.C. U.S. A. 2000
3. Hobbs, F.D. – Traffic Planning and Engineering, Pergamon Press Ltda. – Oxford, England. 1979
4. Hutchinson. B.G. – Princípios de Planejamento dos Sistemas de Transporte Urbano. Ed.
dois S.A. RJ Brasil 1972
Guanabara
5. Button, Kenneth J.- Transports Economics - - 1993
6. Winfrey, Robley – Economic Analysis for Highway – International Textbook Company – USA
Economic Evaluation Methods for Roads Projects in PIARC Member Countries – Committee C9 – PIARC –
1999
7. Banister, David – Transport Policy and The Environment - ED. E & FN SPON – 1998
8. ITE – Institute of Transportation and Engineering- Transportation Planning Handbook – USA – 2nd
Edition – 1999
10. ITE – Institute of Transportation and Engineering- Traffic Engineering Handbook - ITE– USA – 5th
Edition - 1999
12. Diretoria de Engenharia Rodoviária - Corpo Normativo Ambiental para Empreendimentos Rodoviários –
DNER – (disponível na Internet –www.dnit.gov.br)
15. Banister, David – Transport Planning – Spon Press – London - 2002
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4
BIODIESEL
O COMBUSTÍVEL VERDE DO BRASIL
Prof. Dr. Ednildo Andrade Torres/UFBA
Doutor em Engenharia Mecânica/Energia (UNICAMP)
Professor Adjunto da UFBA
Coordenador do Laboratório de Energia e Gás da Escola Politécnica
ESTE ARTIGO JÁ FOI PUBLICADO NA REVISTA N.1
Abstract: this work makes an evaluation of biodiesel in Brazil and in Bahia, explaining of conceptual form each term
and phases of the processing, beyond a summary on the effective legislation. In particular, sample of form articulated to
and the development in the UFBA, involving the group that studies the productive chain of biodiesel.
Resumo: este trabalho avalia no Brasil e na Bahia o biodiesel, expõe a conceituação de cada termo e fases do
processo, e um sumário da legislação efetiva. Em particular, uma amostra de forma articulada do desenvolvimento da
Politécnica da UFBA, envolvendo o grupo que estuda o campo produtivo do biodiesel.
Palavras-Chave:
biodiesel, meio ambiente, biomassa, energia sustentável, legislação e normas
Introdução
O termo biomassa engloba a matéria vegetal, gerada através da fotossíntese, e seus derivados, tais como:
resíduos florestais e agrícolas, resíduos animais e matéria orgânica contida nos resíduos industriais,
domésticos, municipais, etc. Esses materiais contêm energia química provinda da transformação energética
da radiação solar (NOGUEIRA E LORA, 2003).
A energia química contida na biomassa pode ser liberada pela combustão parcial ou total do material
orgânico, convertendo em outras formas de energia ou combustíveis.
O conteúdo energético da biomassa pode ser classificado de diversas formas, mas, particularmente,
podemos apresentar os bicombustíveis líquidos como representantes desta energia solar armazenada.
Dentre estes, citamos: o álcool e o biodiesel.
O setor sucroalcooleiro vem atuando há séculos no Brasil. Entretanto somente a partir de 1975, com a
criação do Programa Nacional do Álcool - Pró-Álcool, ao longo desses trinta anos, um dos setores mais
atrasados da economia nacional tornou-se um dos principais no cenário brasileiro e mundial.
O investimento no Pró-Álcool foi da ordem de 7,5 bilhões de dólares, sendo aproximadamente cinco bilhões
financiados pelo governo nacional e o restante pelos empresários do setor. Em contrapartida, ao reduzir as
importações dos derivados de petróleo, o país economizou neste período cerca de 25 bilhões de dólares de
modo direto, sem contar os ganhos adicionais (MELLO, 2001).
Numa comparação direta com o petróleo, o álcool gera 3,4 empregos por barril/dia, enquanto o petróleo
apenas 0,06, fator que se pode acrescentar ao beneficio gerado ao meio ambiente pela diminuição de
dióxido de carbono produzido.
O Brasil participa com 40% da produção mundial do álcool, dos quais utiliza cerca de 24% na gasolina. O
álcool é também utilizado no Japão, Suécia e Estados Unidos.
Mais recentemente, registra-se o lançamento dos veículos flex, ou seja, bicombustíveis, que funcionam com
qualquer percentual de mistura, facilitando a operação e criando mecanismo de mercado importante para o
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futuro do programa. Atualmente, existem cerca de 300 usinas que produzem aproximadamente 15 bilhões
de litros por ano.
O Biodiesel é o segundo programa que o país está experimentando, ainda uma promessa, mas que
desponta com total condição de se tornar tão importante quanto o Pró-Álcool. O biodiesel é um combustível
biodegradável derivado de fontes renováveis, que pode ser obtido por diferentes processos, tais como: o
craqueamento, a esterificação ou pela transesterificação. Pode ser produzido a partir de gorduras animais
ou de óleos vegetais, existindo dezenas de espécies vegetais no Brasil que podem ser utilizadas: mamona,
dendê (palma), girassol, babaçu, amendoim, pinhão manso e soja, dentre outras.
O biodiesel substitui total ou parcialmente o óleo diesel de petróleo em motores ciclo diesel automotivos (de
caminhões, tratores, camionetas, automóveis, etc.) ou estacionários (geradores de eletricidade, calor, etc.)
Pode ser usado puro ou misturado ao diesel em diversas proporções. A mistura de 2% de biodiesel ao
diesel de petróleo é chamada de B2 e assim sucessivamente, até o biodiesel puro, denominado Bl00.
O BIODIESEL NO BRASIL
O biodiesel é a obtenção de um éster pelo processo de transesterificação ou pelo craqueamento catalítico ..
No primeiro processo, modifica a estrutura molecular do óleo, gerando um éster com desempenho
semelhante ao óleo diesel. A França é uma das pioneiras juntamente com a Bélgica na década de 40;
posteriormente, no Brasil, o CTA - Centro Tecnológico da Aeronáutica trabalhou com ésteres processando a
partir do óleo de soja e algodão.
O craqueômento catalítico é processo que gera um hidrocarboneto, quando o óleo vegetal em presença de
um catalisador específico recebe tratamento térmico entre 400 e 5000C (MARETIC, 1984; OLIVEIRA,
1986). O Centro de Pesquisa e Desenvolvimento do Estado da Bahia - CEPED, no final da década de 70,
desenvolveu tecnologia para produzir o biodiesel, pela via do craqueamento catalítico. Em ambos os
processos, o rendimento do óleo varia entre 70 e 90%. A geração do resíduo diminui a rentabilidade e
dificulta a viabilidade econômica.
No final da década de 80 e, posteriormente, nos anos 90, surgiram motores que operavam com multióleos,
porém, a custos elevados. O passo seguinte seria tentar viabilizar um motor que operasse com o óleo na
forma in natura. Vários experimentos foram realizados no país; além da Bahia, o Ceará e o Rio de Janeiro
foram citados apenas como exemplos de projetos que, executados, foram posteriormente descontinuados.
Entretanto, uma fase desponta, com o barril do petróleo ultrapassando o limite dos 70 dólares. Mesmo com
a auto-suficiência anunciada pela Petrobras, faz-se necessária alternativa para o diesel fóssil. Neste
sentido, o governo brasileiro criou, através do Ministério de Ciência e Tecnologia - MCT, o Programa
Brasileiro de Biodiesel - PROBIODIESEL, regulamentado pela Portaria MCT na 702, de 30 de outubro de
2002.
O biodiesel é um "bicombustível derivado de biomassa renovável para uso em motores a combustão interna
com ignição por compressão ou, conforme regulamento, para geração de outro tipo de energia, que possa
substituir parcial ou totalmente combustíveis de origem fóssil". Lei na 11.097, de 13 de janeiro de 2005.
O PROCESSO DE TRANSESTERIFICAÇÃO
A transesterificação é o processo mais utilizado atualmente para a produção de biodiesel. Consiste numa
reação química dos óleos vegetais ou gorduras animais com o álcool comum (etanol) ou o metanol,
estimulada por um catalisador, da qual também se extrai a glicerina, produto com aplicações diversas na
indústria química.
Além da glicerina, a cadeia produtiva do biodiesel gera uma série de outros co-produtos (torta, farelo etc.)
que podem agregar valor e se constituir em outras fontes de renda importantes para os produtores.
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Entre as vantagens ecológicas do biodiesel amplamente conhecidas, estão a sua obtenção a partir de
fontes renováveis. São usados óleos de colza, girassol, soja, mamona, dendê, etc., óleos vegetais crus e
refinados, resíduos da extração de óleos vegetais, óleos usados em cozinha e gorduras animais, entre
outros.
O uso de biodiesel é ecologicamente recomendável, sobretudo porque apresenta menor combustão
incompleta do que os hidrocarbonetos que constituem o diesel apresentam menor emissão de monóxido de
carbono, materiais particulados, óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio e fuligem. Ainda, é biodegradável e,
se comparado com o combustível diesel, sua armazenagem e transporte apresentam menos riscos.
Para satisfazer as necessidades em biodiesel previstas para 2008, no Brasil, serão necessários mais de um
milhão de toneladas de ésteres de ácidos graxos por ano e no momento não há perspectivas de que esta
produção esteja garantida, e ainda, em diversos povoados isolados do Brasil precisa-se de processos autosustentáveis que gerem energia e eletricidade para seu desenvolvimento.
Praticamente toda a produção atual da mamona é industrializada, obtendo-se como produto principal o óleo
e como subproduto a torta de mamona. A extração do óleo pode ser a partir da semente completa (sem
descascar) ou da baga (semente descascada por meio de máquinas apropriadas). O método utilizado para
extrair o óleo pode ser por prensagem, a frio ou a quente, ou extração por solvente. Estes processos estão
amplamente desenvolvidos.
O óleo industrial é obtido por prensagem, a frio ou a quente, das sementes completas, obtendo-se óleo tipo
standard límpido e brilhante, com no máximo 1 % de acidez e 0,5% de impurezas e umidade, depois de
refinado. A principal aplicação da torta ainda é como fertilizante, um adubo orgânico nitrogenado de primeira
categoria ou como condicionador nas misturas fertilizantes. A haste, além de celulose própria para a
fabricação de papel, fornece matéria-prima para a produção de tecidos grosseiros.
Atualmente, o biodiesel a partir de mamona é mais caro que a gasolina e o diesel, mas a produção dos coprodutos e os ganhos ambientais devem ser considerados.
LEGISLAÇÃO E NORMAS SOBRE BIODIESEL
Para que o Programa Nacional de Biodiesel fosse levado adiante foi necessário um marco regulatório para
dar o suporte e o arcabouço formal. Neste sentido, o governo nacional teve que elaborar uma série de leis,
portarias etc., a saber:
Lei na. 11.116, de 18 de maio de 2005 Dispõe sobre o Registro Especial, na Secretaria da Receita Federal
do Ministério da Fazenda, de produtor ou importador de biodiesel e sobre a incidência da Contribuição para
o PIS/Pasep e da Cofins sobre as receitas decorrentes da venda desse produto; altera as Leis n os 10.451,
de 10 de maio de 2002, e 11.097, de 13 de janeiro de 2005; e dá outras providências.
Lei na. 11.097, de 13 de janeiro de 2005 Dispõe sobre a introdução do biodiesel na matriz energética
brasileira; altera as Leis 9.478, de 6 de agosto de 1997, 9.847, de 26 de outubro de 1999 e 10.636, de 30 de
dezembro de 2002; e dá outras providências.
Decreto NO. 5.457, de 06 de junho de 2005
Reduz as alíquotas da Contribuição para o PIS/PASEP e da COFINS incidentes sobre a importação e a
comercialização de biodiesel.
Decreto NO. 5.448, de 20 de maio de 2005
Regulamenta o § l do art. 2 o da Lei n o 11.097, de 13 de janeiro de 2005, que dispõe sobre a introdução do
biodiesel na matriz energética brasileira, e dá outras providências.
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Decreto NO. 5.298, de 6 de dezembro de 2004
Altera alíquota do Imposto sobre Produtos Industrializados incidente sobre o produto que menciona.
Decreto N°. 5.297, de 6 de dezembro de 2004
Dispõe sobre os coeficientes de redução das alíquotas de contribuição para o PIS/PASEP e da COFINS,
incidentes na produção e na comercialização de biodiesel, sobre os termos e as condições para a utilização
das alíquotas diferenciadas, e dá outras providências.
Resolução ANP n ° 31, de 04 de novembro de 2005
Regula a realização de leilões públicos para aquisição de biodiesel
Resolução ANP na. 42, de 24 de novembro de 2004
Estabelece a especificação para a comercialização de biodiesel que poderá ser adicionado ao óleo diesel
na proporção 2% em volume.
Resolução ANP na. 41, de 24 de novembro de 2004
Fica instituída a regulamentação e obrigatoriedade de autorização da ANP para o exercício da atividade de
produção de biodiesel. Para outras informações consultar o site www.anp.gov.br
O BIODIESEL NA BAHIA
Além do que foi desenvolvido no CEPED, ainda na década de 80 vários testes foram realizados na Escola
Politécnica, inicialmente, com óleos vegetais in natura e posteriormente com o próprio biodiesel (TORRES,
2000).
No ano de 2002, atendendo ao Edital da FAPESB, a Universidade Federal da Bahia Escola Politécnica e a
Universidade Estadual de Santa Cruz tiveram um projeto aprovado e com ele foi criada a Rede de Biodiesel
da Bahia, posteriormente a Secretária de Ciência, Tecnologia e Inovação SECTI, que ampliou e lançou a
Rede Baiana de Bicombustíveis em 20 de abril de 2004 no auditório da Federação das Indústrias do Estado
da Bahia (FIEB). A rede é formada por diversas instituições que possuem aderência com o tema Biodiesel e
que interagem a fim de apoiar as ações do Programa de Biodiesel da Bahia PROBIODIESEL BAHIA,
discutindo e elaborando projetos com temas relacionados à Cadeia Produtiva do Biodiesel. Posteriormente,
com apoio da SECTI, é oficializado em 26 de janeiro de 2004, o ENAM - Instituto de Energia e Ambiente,
composto de uma Rede virtual de entidades e pesquisadores, que visa promover a integração e ampliação
da capacidade instalada de pesquisa em energia e ambiente no Estado da Bahia, de maneira a atender às
principais demandas do setor produtivo e às questões energéticas e ambientais nele envolvidas, atuando na
cadeia produtiva do petróleo, gás com ênfase em campos maduros e sistemas energéticos, especialmente
para bicombustíveis e energias renováveis.
A PLANTA PILOTO DE BIODIESEL
A Universidade Federal da Bahia (UFBA), através de grupos de pesquisa localizados no Instituto de
Química e na Escola Politécnica, atuando na cadeia produtiva do biodiesel, e apresenta em seu conjunto
experiência prévia consolidada na preparação de biodiesel através reações de transesterificação em escala
de bancada e de planta piloto, na análise de espécies químicas orgânicas e inorgânicas nas fases líquida,
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gasosa e aerossol, em síntese orgânica, no estudo de reações químicas em fase gasosa e na
caracterização de emissões veiculares. Dessa forma, ela contribuirá no scale up das novas rotas
desenvolvidas para a preparação de biodiesel, nos testes dos combustíveis e misturas em motores
estacionários e veiculares, na avaliação dos desgastes de motores e componentes no estudo de reações
fotoquímicas envolvendo gases de emissões veiculares, nas análises e especificações de matérias-primas,
combustíveis e misturas e co-produtos e atuando na busca de novas aplicações para glicerina.
A Planta Piloto foi financiada pela Agência Nacional de Energia Elétrica, com o apoio da Nordeste
Generation, SECTI/FAPESB. Foi aprovado o projeto que visa dimensionar, projetar, operar uma planta
otimizada, em escala piloto, para produção de biodiesel a partir de gorduras residuais (OGR) e/ou óleos
vegetais in natura, particularmente, óleo de dendê, mamona, soja, algodão, girassol, etc., com capacidade
de 5.000.000 litros por ano, podendo ser ampliada.
Também foi montado um Laboratório de Emissões Veiculares, com o apoio da FINEP/FAPESB, que dará o
suporte necessário para os testes com os motores. Para avaliar o desempenho do biodiesel puro e em
misturas de diferentes proporções em motores ciclo diesel em bancada dínamo-métrica, determinar as
curvas de potência versus consumo de combustível, de torque, de consumo específico, bem como
comparar os níveis de emissões atmosféricas para os poluentes regulamentados (CO, CO2, NOx e HC) e
particulados com os do diesel convencional, testes emissões não regulamentadas - aldeídos, polícíclicos
aromáticos, combustíveis de referência (diesel); realizar testes de campo de longa duração em motores de
frota cativa; monitorar o desempenho, o consumo, a manutenção, o desgaste das peças do motor; estudo
financeiro e econômico da produção de biodiesel, ciclo de vida; biodegradabilidade e biorremediação do
biodiesel em ambientes aquáticos e em solo; estudar métodos de purificação do biodiesel em escala piloto a
produção em planta contínua de éteres metílicos e etílicos de ácidos graxos, estudo da glicerina e da torta
para geração de energia térmica ou elétrica, dentre outras atividades envolvendo a cadeia produtiva do
biodiesel.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Portanto, o Grupo de Biodiesel da UFBA, vem
atuando de forma sinérgica em toda cadeia
produtiva, de modo a potencializar os resultados
e diminuir os custos envolvidos nas pesquisas e
desenvolvimento de recursos humanos para o
setor.
Atualmente, são 40 pessoas da UFBA envolvidas
no
projeto,
relacionando
professores
pesquisadores, técnicos, alunos de graduação,
mestrado e doutorado.
Deve-se salientar a criação do Centro
Interdisciplinar
de
Energia
e
Ambiente,
envolvendo as competências do Instituto de
Química, Instituto de Geociências, Instituto de
Física e a Escola e o lançamento do curso de
doutorado, potencializou as ações e os recursos
financeiros e materiais para as questões
associadas aos bicombustíveis.
Figura 01: Vista Parcial da Planta Piloto de Biodiesel - UFBA cap. 5 milhões de litros/ano
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
MELLO, M.G. Biomassa energia dos Trópicos em Minas Gerais, Ed. Labmidia, Belo Horizonte, 200l.
TORRES, E.A. Avaliação de um motor do ciclo diesel operando com óleo de dendê para
suprimento energético em comunidades rurais, AGRENER/UNICAMP, Campinas, 2000.
NOGUEIRA, L.A.H. e Lora, E.E.S. Dendroenergia: fundamentos e aplicação, Ed. Interciência, Rio de
Janeiro, 2003.
LOPES, W. A. ; PINTO, A. C. ; GUARIEIRO, L. L. N. ; REZENDE, M. J. C. ; RIBEIRO, N. M. ; TORRES, E.
A. ; PEREIRA, P. A. de P. ; ANDRADE, J. B. de . Biodiesel: An Overview .. Journal of the Brazilian
Chemical Society, v. 16, n. 6B, p. 1313-1330,2005, Brazil.
CARVALHO, A. P. B., SANTIL, D. S., PEIXOTO, L. B. SOUZA, D. V. D., LOPES W. A., SOUZA, E. T.,
ROCHA, G. O., PEREIRA, P. A. de P. TORRES, E. A. ANDRADE J. B. de, Determinação de Compostos
Carbonílicos (Cl-C8) em Fase Gasosa Emitidos de Motor usando Diesel e Biodiesel de Óleo de
Girassol, 28a. Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química para o desenvolvimento sustentável e inclusão
social, Poços de Caldas, 30/05 a 02/06/05.
FRIEDRICH, L. A., TORRES, E.A. e QUINTELLA C. M., Análise de materiais poliméricos
expostos ao biodiesel em condições normais de temperatura e pressão através de tensão
interfacial dinâmica (PLF-FI), 28a. Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química - Química
para o desenvolvimento sustentável e inclusão social, Poços de Caldas, , 30/05 a 02/06/05.
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ALGUMAS OBSERVAÇÕES
SOBRE
O USO DAS ENERGIAS ALTERNATIVAS
Caiuby Alves da Costa , Dr.Eng
Prof . Associado da EPUFBA
Abstract: importance of the need for R & D for development of alternatives energy sources, to meet with cost
efficiency the regional conditions in Brazil.
Resumo: importância da necessidade de P & D para o desenvolvimento de fontes de energias alternativas, que
atendam com eficiência e custo às condições regionais brasileiras.
Palavras- chave: energias alternativas, situação atual, suprimento de energia para localidades isoladas,
repensar o LUZ PARA TODOS
Panorama Atual
Muito se tem falado sobre as alternativas e a utilização das mesmas no Brasil e particularmente
na Bahia .As fontes de energias alternativas mais freqüentemente mencionadas são as de origem
eólica e solar fotovoltaica principalmente quando se trata de se contrapor a energia nuclear.
O mundo inteiro tem desenvolvido pesquisas e construído geradores para geração de energia
elétrica a partir da utilização dos recursos da natureza, como a força das marés, o movimento
das ondas, as correntes marinhas (maré motrizes), os ventos através do acionamento de geradores
horizontais e verticais (eólicas), a radiação solar sob forma de geração direta de energia elétrica
(fotovoltaicas ) ou sob forma da geração termo solar, as derivadas da biomassa, as derivadas da
geotermia e o aproveitamento do fluxo de pequenos cursos d’água e pequenas quedas (PCH e µCH).
Dos tipos de energia alternativa dois merecem, no Brasil, destaque especial: a Solar fotovoltaica
através do programa LUZ PARA TODOS, e a eólica via as sucessivas licitações de lotes para
fornecimento de energia por grandes aero geradores. Quanto a energia hidroelétrica a ANEEL incentiva
as PCH (a partir de 1(mW ) mas nada diz para valores abaixo dessa potencia. As nações européias e os
Estados Unidos tem incentivado e disseminado a utilização das energias alternativas em todos os seus
segmentos quer através de políticas de apoio a P&D quer através de incentivos fiscais para redução
dos custos dos equipamentos e da venda da energia co-gerada às concessionárias de energia elétrica
pela valorização do kW e kWh alternativo.
No Brasil o programa LUZ PARA TODOS subsidia as concessionárias de energia para instalação de
geração fotovoltaica, dando continuidade ao programa do governo FHC, “LUZ NO CAMPO”.
Apoios a P&D são tímidos e o processo de liberação de recursos lento…Como exemplo: a COPPE da
UFRJ tem um projeto maré motriz cujo processo licitatório já tem mais de seis (6) meses. Incentivos
para baixar custos de equipamentos não há e valorização do kW e kWh alternativo para a venda às
concessionárias não há.
A Energia Solar fotovoltaica
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As células fotovoltaicas ainda apresentam um custo elevado e baixo rendimento. Sua vida útil pode
atingir 30 anos , mas apesar desse fato ela não consegue no final de sua vida útil devolver a energia que
foi gasta para produzi-la.
Uma placa solar policristalina de 125W custa próximo de R$ 1.300,00. Mas para seu funcionamento
são ainda necessários
componentes
como: controlador
de carga, inversor, baterias.
o que eleva ainda mais o seu custo. Ao valor obtido deve-se
ainda acrescentar os de instalação.
Cabe observar que se por um lado a solução fotovoltaica proporciona uma condição mínima de
conforto aos que a recebem, por outro lado ela representa um grilhão que impede o desenvolvimento,
pois face a baixa potencia energética fornecida ela não possibilita a utilização da energia eletrica para
benificiar os produtos agricolas ou incentivar o desenvolvimento local de artesanato ou microindustrias.
No caso da Escola Politecnica a solução adotada foi a de interligação diretamente a rede eletrica e o
custo final para um sistema de 2000 Wp foi de R$ 100.000,00 aproximadamente…
A Energia Eólica
Similarmente a energia solar fotovoltaica o sistema isolado apresenta um custo elevado. Um gerador de
1000W custa R$ 5.800,00 e com os equipamentos e acessórios complementares atingem a um valor
de R$ 22.500,00.
No caso do aero gerador da Escola Politécnica de 1000W o valor final foi menor pelos subsídios
dado pelo fornecedor e pelo instalador.
Algumas ações foram desenvolvidas em nível governamental, tendo sido realizados grandes leilões de
energia eólica para fornecimento de grandes quantidades de energia elétrica. Na Bahia merece
destaque o leilão para a região de Caitité.
O governo da Bahia firmou também acordos para a fabricação de geradores eólicos de grande porte,
já tendo sido instalada uma fábrica. Outra está em fase de instalação e há possibilidade de instalação
de uma terceira .
No que tange aos aero geradores de pequeno porte há algumas empresas que já os fabricam.
Observa-se porem que os aero geradores nacionalizados mantém os perfis aerodinâmicos idênticos aos
dos aero geradores projetados para o mar do norte, melhor eficiência para ventos entre 13 m/s e 25m/s.
As velocidades no Brasil estão usualmente compreendidas entre 5m/s a 8m/s atingindo raramente a
10m/s.
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Há pois muito trabalho de P&D a se realizado e não se tem conhecimento de quaisquer iniciativas, na
Bahia, a respeito.
A necessidade de se repensar o programa LUZ PARA TODOS
Para que o programa luz para todos tenha uma ação eficaz para o desenvolvimento de localidades
isoladas, como as das áreas rurais e populações ribeirinhas, mister se faz que sejam estudadas e
analisadas, em função das características geográficas, meteorológicas e sociais da localidade a ser
energizada, as possibilidades de soluções hibridas com o enfoque na comunidade como um todo.
Isto significa adotar uma localidade ou um conjunto de localidades próximas de um sistema central de cogeração hibrido de modo a não só fornecer energia que assegure uma mínima condição digna da
sobrevivência humana mas também energia que proporcione o desenvolvimento das comunidades, das
regiões e do Estado, rompendo os grilhões do status quo. Para isto é necessário, mais uma vez Pesquisa
e Desenvolvimento.
As possibilidades são muitas, temos solar fotovoltaica, solar térmica, gases de poços marginais, eólica,
micro centrais hidroelétricas, maré motriz, bicombustível, etc
O estado da Bahia com área territorial superior a da França e seus recursos naturais e seus 1200km de
litoral e possuindo a maior população rural do país sem energia elétrica tem todas as condições sediar
o desenvolvimento de pesquisas e construção de equipamentos e soluções para a geração de
suprimento energético de seu território via a co-geração de energia elétrica por energias
alternativas.
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SOLUÇÃO DO PROBLEMA DE ENGENHARIA Nº 9 - E
Octal
Decimal
X
1)
184 = (8) (1 x 8
1
0
) + (8 x 8 ) + (4 x 8 ) =
64 + 64 + 4 = 132
184 (8) = 132 (10)
2)
537 (8)
x (2)
537 (8) = 15 x
5
3
7
101
011
111
537 (8) = 101 011 111 (2)
3)
101 101 111 (2)
(8)
101 / 101 / 111
5
5
= 557 (8)
7
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PROBLEMA DE ENGENHARIA MECÂNICA
O ciclo de uma maquina a vapor esta representada pela figura anexa, onde se encontram os
valores seguintes.
P1 = A a ( pressão de admissão 3,7 Kg/ cm ²)
P2 = D a ( Pressão de escape = 1kg /cm² )
Razão da superfície AB ED / BCE - S1/ S2 = 0,5.
A maquina é de duplo efeito, girando a 120 RPM e consumindo 180 Kg/h .
Calcular a potencia da maquina, sabendo que na condição de admissão o vapor pesa 2 Kg /m³
Resultado do problema será publicado na
Revista Eletrônica 11 E
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