O modo mais prático e mais fácil de produzir energia da biomassa é através da combustão da própria madeira ou de seus rejeitos. É muito simples sua preparação e uso, sendo ainda matéria-prima para as fontes secundárias de energia, tais como carvão, etanol, monóxido de carbono, hidrogênio e eletricidade.
Vantagens da madeira:
- Nos países em desenvolvimento ainda é o combustível mais barato.
- Não exige mão de obra qualificada para o seu manejo, gerando assim emprego e fixação do homem no campo.
- O seu armazenamento é possível em espaços livres e abertos.
- Possui um baixo teor de cinzas e de enxofre.
Desvantagens da madeira:
- Exige uma grande quantidade de mão de obra em seu manejo, sendo uma desvantagem em países onde os salários são mais elevados.
- Necessidade de planejamento e organização intensivos, estando a sua exploração ligada a outros departamentos, como os departamentos florestais.
- Fornecimento irregular tendo em vista as condições de extração e secagem.
- Poder calorífico inferior aos produzidos nas fontes secundárias e nos combustíveis fósseis.
Paulatinamente, a partir da época dos grandes descobrimentos, o carvão mineral foi substituindo a lenha, até então considerada como a principal fonte de energia utilizada pelo homem. A combustão direta do carvão, para produção de vapor, foi a principal alavanca para o progresso da humanidade em direção à industrialização.
O carvão mineral é formado por troncos, raízes, galhos e folhas de árvores gigantes que cresceram há 250 milhões de anos em pântanos rasos. Essas partes vegetais, após morrerem, depositaram-se no fundo lodoso e ficaram encobertas. O tempo e a pressão da terra que foi se acumulando sobre o material transformaram-no em uma massa negra homogênea – as jazidas de carvão.
O carvão mineral – também chamado carvão fóssil ou de pedra – pode ser classificado como linhito, carvão betuminoso e sub-betuminoso (ambos designados como hulha) e antracito. A formação de um depósito de carvão mineral exige inicialmente a ocorrência simultânea de diversas condições geográficas, geológicas e biológicas. Primeiro, deve existir uma vegetação densa, em ambiente pantanoso, capaz de conservar a matéria orgânica. A água estagnada impede a atividade das bactérias e fungos que, em condições normais, decomporiam a celulose. A massa vegetal assim acumulada, no prazo de algumas dezenas de milhares de anos – tempo curto do ponto de vista geológico – transforma-se em turfa, material cuja percentagem de carbono já é bem mais elevada que a da celulose.
Na etapa seguinte, que leva algumas dezenas de milhões de anos, a turfa multiplica seu teor de carbono e se transforma na primeira variedade de carvão, o linhito, cujo nome provém de sua aparência de madeira. Na etapa seguinte, surge a hulha, primeiro como carvão betuminoso, depois como sub-betuminoso. Na fase final, a hulha se transforma em antracito, com teores de até noventa por cento de carbono fixo.
Quanto maior o teor de carbono, maior também é o poder energético. Por isso, a turfa, que em teores muito baixos e altas percentagens de umidade, nem sempre pode ser aproveitada como combustível, e nesse caso serve para aumentar a composição de matéria orgânica dos solos. Encontrada nos baixos e várzeas, ou em antigas lagoas atulhadas, a turfa caracteriza-se pela presença abundante de restos ainda conservados de talos e raízes. Já o linhito, muito mais compacto que a turfa, é empregado na siderurgia, como redutor, graças a sua capacidade de ceder oxigênio para a combustão como matéria-prima na carboquímica. Quando o linhito se apresenta brilhante e negro, recebe o nome de azeviche.
A hulha é composta de carbono, restos vegetais parcialmente conservados, elementos voláteis, detritos minerais e água. É empregada tanto como combustível quanto como redutor de óxidos de ferro e, graças a suas impurezas, na síntese de milhares de substâncias de uso industrial. O antracito, última variedade de carvão surgida no processo de encarbonização, caracteriza-se pelo alto teor de carbono fixo, baixo teor de compostos voláteis, cor negra brilhante, rigidez e dificuldade com que se queima, dada sua pobreza de elementos inflamáveis. É usado como redutor em metalurgia, na fabricação de eletrodos e de grafita artificial. Uma de suas principais vantagens consiste em proporcionar chama pura, sem nenhuma fuligem.
O carvão mineral, em qualquer de suas fases, compõe-se de uma parte orgânica, formada de macromoléculas de carbono e hidrogênio e pequenas proporções de oxigênio, enxofre e nitrogênio. Essa é a parte útil, por ser fortemente combustível. A outra parte mineral, contém os silicatos que constituem a cinza. As proporções desses elementos variam de acordo com o grau de evolução do processo de encarbonização: quanto mais avançado, mais alto o teor de carbono na parte orgânica e menor o teor de oxigênio.
Em virtude dessa estrutura complexa e variável, o carvão mineral apresenta diversos tipos. Seu emprego para fins industriais obedece a uma classificação que toma como base a produção de matéria volátil e a natureza do resíduo. Assim, há carvões que se destinam à produção de gás, de vapor ou de coque, que é um carvão amorfo, resultante da calcinação do carvão mineral, e de largo emprego na siderurgia.
A hulha é um carvão mineral com 80% de carbono (abaixo de 80% ocorre o linhito e, acima, antracito). Os carvões minerais resultam da fossilização da madeira, ocorrida ao longo de milhões de anos, provocada por pressão, temperatura e ausência de ar.
A hulha foi a mola propulsora da indústria do século passado, durante a chamada Revolução Industrial, sendo substituída pelo petróleo no século XX.
No Brasil, a hulha ocorre nos estados do Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul, e sua produção é de cerca de 10 milhões de toneladas por ano (a produção não é o maior devido ao alto teor de cinzas e de enxofre que possui). É usada como combustível de usinas termelétricas e nos altos-fornos siderúrgicos, após aquecimento prévio para eliminar material orgânico (gases e alcatrão).
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