Publicação: Determinação do fluxo de deposição seca de material particulado proveniente da queima de bagaço de cana-de-açúcar em processo com lavador Venturi
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Data
Autores
Orientador
Costa, Maria Angélica Martins 
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Engenharia Química - IQ
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
A queima do bagaço de cana-de-açúcar tem-se consolidado na matriz energética brasileira como
fonte de energia renovável. Essa geração de energia é neutra em carbono, entretanto, ocorre
emissão de poluentes atmosféricos que afetam a qualidade do ar, entre eles o material
particulado, o qual possui diversas características de tamanho e concentração, sendo danoso
para o meio ambiente e para a saúde humana. O material particulado com diâmetros menores
que 2,5 μm é denominado de material particulado fino, enquanto que a denominação de
particulado grosso refere-se as partículas com diâmetros na faixa de 2,5 a 10 μm. Quanto menor
for a partícula, mais danosa ela é para a saúde humana. O trajeto do particulado da atmosfera
até o solo é regido por diversas interações, e quando não ocorre contato com gotículas de água
na trajetória, esse fenômeno é denominado como deposição seca. Para mensurar os impactos
da deposição do material particulado, analisa-se o fluxo de deposição seca, o qual é obtido pela
relação entre a velocidade de deposição e a concentração iônica. O trabalho consistiu-se na
simulação de queimadas em uma fonte fixa, utilizando bagaço de cana-de-açúcar como
combustível, com variação da velocidade dos gases e da vazão de água de um sistema de
lavagem. Na amostragem do material particulado dois amostradores foram utilizados,
impactador de Cascata e MOUDY, os quais possuem diferentes faixas de diâmetro de corte.
Coletou-se o material particulado antes e após o sistema de lavagem, em que foi utilizado um
lavador Venturi e a sua eficiência na limpeza do gás foi calculada. Para o cálculo da velocidade
de deposição, utilizou-se a parametrização de Zhang et al (2001) e calculou-se os seguintes
parâmetros: LUC 6 (grama), LUC 7 (plantações e culturas mistas) e LUC 15 (urbano), nas
estações do ano SC1 (solstício de verão), SC2 (outono), SC3 (final de outono) e SC5
(primavera). As concentrações iônicas foram identificadas por meio de cromatografia. Os
resultados mostraram que as concentrações do íon potássio no material particulado,
principalmente no fino, o evidenciaram como um indicador de queima de biomassa e, os íons
nitrato, sulfato, cálcio, cloreto e sódio também foram identificados e suas concentrações
relacionadas com as concentrações do íon potássio. Para o fluxo de deposição seca, obteve-se
os maiores fluxos para os terrenos de grama, plantações e culturas mistas, nas estações solstício
de verão e outono, seguido pelo terreno urbano em qualquer estação do ano amostrada. Além
disso, os fluxos foram maiores para as partículas finas, portanto ocorre deposição de partículas
mais danosas a saúde ao meio ambiente. Por fim, o lavador Venturi mostrou ser eficiente
principalmente para o material particulado grosso, o qual atingiu 90 % de eficiência para
algumas faixas de diâmetro e eficiência de 70 % para o particulado fino.
Resumo (inglês)
The burning of sugarcane bagasse has consolidated itself in the Brazilian energy matrix as a
source of renewable energy. This energy generation is neutral in carbon, however, has emission
of atmospheric pollutants which affects the air-quality, including particulate matter, which has
different sizes and concentration characteristics, being harmful to the environment and human
health. Particulate matter with diameters smaller than 2.5 μm is called fine particulate matter,
while coarse particulate matter refers to particles with diameters in the range of 2.5 to 10 μm.
The smaller the particle, the more harmful it is to human health. The path of the particulate
from the atmosphere to the ground is governed by several interactions, and when there is no
contact with water droplets on the path, this phenomenon is called dry deposition. To measure
the impacts of the deposition of particulate matter, the dry deposition flux is analyzed, which is
obtained by the relationship between the deposition velocity and the ionic concentration. The
work consisted of the simulation of fires in a burner, using sugarcane bagasse as fuel, with a
variation of the gas velocity and the water flow of a washing system. In the sampling of
particulate matter, two samplers were used, Cascade impactor and MOUDY, which have
different ranges of cutting diameter. The particulate matter was collected before and after the
scrubbing system, in which a Venturi scrubber was used and its efficiency in cleaning the gas
was calculated. For the calculation of the deposition speed, the parameterization of Zhang et al
(2001) was used and the following parameters were calculated: LUC 6 (grass), LUC 7
(plantations and mixed cultures), and LUC 15 (urban), in the seasons SC1 (summer solstice),
SC2 (autumn), SC3 (late autumn) and SC5 (spring). The concentrations were characterized
qualitatively utilizing a chromatography. The results showed that the concentrations of
potassium ion in the particulate material, mainly in the fine particulate matter, was as an
indicator of biomass burning, and nitrate, sulfate, calcium, chloride and sodium ions were also
identified and their concentrations related to potassium ion concentrations. For the dry
deposition flux, the highest fluxes were obtained for grass, plantations and mixed crops, in the
summer and autumn solstice seasons, followed by urban terrain in any season of the year
sampled. Finally, the Venturi scrubber proved to be efficient mainly for coarse particulate
matter, which reached 90 % efficiency for some diameter ranges and 70 % efficiency for fine
particulate.
Descrição
Palavras-chave
Poluentes, Biomassa, Lavador Venturi, Potássio, Ar - Qualidade
Idioma
Português
