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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85064| Tipo: | Dissertação |
| Título : | Potencial energético do biochar produzido a partir da biomassa de carnaúba sob diferentes condições operacionais visando à geração de bioenergia em regiões semiáridas |
| Autor : | Oliveira, Carlos Eduardo Machado de |
| Tutor: | Silva, Daniela Lima Machado da |
| Co-asesor: | Santos, Luís Paulo Mourão dos |
| Palabras clave en portugués brasileño: | biomassa vegetal;biochar;pirólise lenta;poder calorífico;planejamento fatorial |
| Palabras clave en inglés: | lignocellulosic biomass;biochar;slow pyrolysis;higher heating value;factorial design |
| Áreas de Conocimiento - CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
| Fecha de publicación : | 2026 |
| Citación : | OLIVEIRA, Carlos Eduardo Machado de. Potencial energético do biochar produzido a partir da biomassa de carnaúba sob diferentes condições operacionais visando à geração de bioenergia em regiões semiáridas. 2026. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Ceará, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Russas, 2026. |
| Resumen en portugués brasileño: | A conversão termoquímica de resíduos lignocelulósicos constitui uma alternativa para a geração de energia renovável, especialmente em regiões semiáridas com elevada disponibilidade de biomassas subutilizadas. Nesse contexto, o presente estudo tem como objetivo analisar o potencial energético do biochar produzido a partir da Carnaúba (Copernicia prunifera) sob diferentes condições operacionais, visando seu uso na geração de energia verde em regiões semiáridas. A biomassa utilizada para a produção do biochar foi resultante da mistura do talo e da palha da carnaúba, ambos obtidos a partir de resíduo de poda do município de Russas-CE. Essa mistura foi submetida a pirólise lenta, com variações das condições operacionais temperatura, taxa de aquecimento e tempo de permanência. O Delineamento Composto Central (DCC) foi utilizado para avaliar a influência das condições operacionais no rendimento e no poder calorífico. Os biochars produzidos foram caracterizados por análise elementar, determinação do poder calorífico superior (PCS), pH, condutividade elétrica, análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia de Raman, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados indicam um rendimento médio de 26,75% e um PCS médio de 22,94 MJ/kg, com a temperatura exercendo a maior influência sobre o ambos. Observou-se, ainda, um aumento do teor de carbono e uma redução no teor de oxigênio com o aumento da temperatura. Ademais, os parâmetros operacionais também influenciaram o pH, a condutividade elétrica, a composição química e a morfologia dos biochars. O aumento da temperatura promoveu incrementos expressivos no PCS, embora tenham sido observadas respostas não lineares sob combinações específicas de taxa de aquecimento e tempo de residência, reforçando a necessidade de abordagens integradas para a otimização do processo. Conclui-se, por tanto, que o potencial energético dos biochars é fortemente condicionado pela interação entre os parâmetros operacionais da pirólise, com valores de PCS variando de 18,03 a 78,53 MJ/kg. |
| Abstract: | Thermochemical conversion of lignocellulosic residues represents an alternative for renewable energy generation, particularly in semi-arid regions with high availability of underutilized biomass resources. In this context, the present study aims to analyze the energy potential of biochar produced from carnauba (Copernicia prunifera) under different operating conditions, targeting its application in green energy generation in semi-arid regions. The biomass used for biochar production consisted of a mixture of carnauba stalks and leaves obtained from pruning residues in the municipality of Russas, Ceará, Brazil. The mixture was subjected to slow pyrolysis with variations in temperature, heating rate, and residence time. A Central Composite Design (CCD) was employed to evaluate the influence of operating conditions on gravimetric yield and higher heating value (HHV). The produced biochars were characterized by elemental analysis, HHV determination, pH measurement, electrical conductivity, thermogravimetric analysis (TGA), Raman spectroscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscopy (SEM). The results indicate an average yield of 26.75% and an average HHV of 22.94 MJ/kg, with temperature exerting the greatest influence on both responses. An increase in carbon content and a reduction in oxygen content were observed as temperature increased. Furthermore, the operating parameters also influenced pH, electrical conductivity, chemical composition, and biochar morphology. Increasing temperature promoted significant improvements in HHV, although nonlinear responses were observed under specific combinations of heating rate and residence time, reinforcing the need for integrated approaches to process optimization. It is therefore concluded that the energy potential of the biochars is strongly conditioned by the interaction among pyrolysis operating parameters, with HHV values ranging from 18.03 to 78.53 MJ/kg. |
| URI : | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85064 |
| ORCID del autor: | https://orcid.org/0000-0001-8870-6937 |
| Lattes del autor: | http://lattes.cnpq.br/2146460017776322 |
| Derechos de acceso: | Acesso Embargado |
| Aparece en las colecciones: | PPGEC - Campus de Russas - Dissertações defendidas na UFC |
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