Conhecimentos de Base Recomendados

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Objetivos

É objetivo desta unidade curricular fornecer aos alunos uma panorâmica geral das diferentes tecnologias de produção de biocombustíveis sólidos, líquidos e gasosos, bem como uma perspetiva do desenvolvimento atual e futuro das bioenergias. Pretende-se que os estudantes conheçam a origem e as principais características das biomassas utilizadas como matérias-primas na produção dos diferentes biocombustíveis em associação com as tecnologias de processamento empregue. Por último, pretende-se que os estudantes sejam capazes de efetuar cálculos relativamente simples relacionados com as operações unitárias envolvidas na produção dos biocombustíveis estudados.

Métodos de Ensino

Aulas teóricas baseadas na exposição dos temas pelo docente com auxílio de meios de apresentação com diapositivos disponibilizados previamente. Aulas teórico-práticas de resolução de exercícios numéricos ou de discussão de casos de estudo, com base em artigos científicos ou notícias da impressa geral, selecionados pelo docente.

A metodologia adotada vai ao encontro do modelo pedagógico previsto no IPS e na ESTBarreiro/IPS.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Biocombustíveis de 1ª, 2ª e 3ª geração e principais matérias-primas.
2. Conceitos fundamentais relacionados com as bioenergias e contextualização do seu desenvolvimento, questões socio-ambientais da produção
dos biocombustíveis; Conceito de biorefinação e possibilidade de remediação ambiental por valorização energética de bio-resíduos;
3. Biocombustíveis sólidos: Processamentos termoquímico de biomassas: combustão, pirólise e gasificação de biomassas sólidas.
4. Biocombustíveis líquidos: Bioetanol; biodiesel, diesel verde" e hidrogenação de óleos vegetais;
5. Biocombustíveis gasosos: biogás, biometano e bio-hidrogénio; processamento de biomassas, de resíduos agro-industrias, resíduos sólidos urbanos e lamas de ETAR's.
6. O papel das biorrefinarias no processo de transição energética, e da descarbonização da economia.
7. Classificação de Biorrefinarias: plataformas, biomassas, processos de conversão e produtos.
8. Biorrefinarias de base industrial. Integração de processos e complexidade. Índice e perfil de complexidade de biorrefinarias.
9. Estudo de biorrefinarias à base de resíduos florestais. Borrefinarias de 2ª e 3ª geração.
10. Estudo do Plano Nacional para a Promoção de Biorrefinarias (PNPB).

Demonstração de conteúdos

Nesta unidade curricular são abordadas algumas das tecnologias mais importantes de processamento de biomassas para a obtenção de biocombustíveis sólidos, líquidos e gasosos. É introduzido o conceito de biorrefinnação como forma integrada de valorização de resíduos biomássicos, com redução de cargas ambientais e valorização energética e económica desses resíduos. São apresentadas, em separado, as tecnologias, as matérias-primas, as operações unitárias para obtenção dos principais combustíveis sólidos, líquidos e gasosos com potencial comercial ou com valor comercial já confirmado. Esta abordagem pretende contribuir para se alcançar o objetivo de aprendizagem de fornecer aos alunos uma panorâmica geral das tecnologias de produção de biocombustíveis, do seu estágio de desenvolvimento atual e das perspetivas do seu desenvolvimento futuro.

Demonstração da metodologia

Esta unidade curricular tem um caráter introdutório sobre uma temática tão vasta como a dos biocombustíveis, pensa-se que uma abordagem mista entre aulas teóricas clássicas baseada na exposição do docente, combinada com a resolução de exercícios ilustrativos e a discussão de assuntos de carácter social e ambiental através de aulas tipo seminário poderá ser a forma mais entusiasmante de transmitir a matéria. Por outro lado, a resolução de trabalhos de casa e o desenvolvimento de um pequeno projeto nos moldes da metodologia "Project Basic Learning" poderá ajudar a consolidação dos conhecimentos aquiridos e o desenvolvimento desse entusiasmo, fundamental ao processo de estudo aprendizagem.
A resolução esporádica de minitestes pode permitir aos alunos fazer uma autoavaliação do grau de assimilação dos conteúdos, permitindo assim, um controlo mais consciente do referido processo de estudo-aprendizagem pelo próprio aluno. Deve-se referir brevemente que a metodologia pedagógica do Project Basic Learnig assenta na execução por grupos de alunos de projetos de maior ou menor extensão que visam responder a problemas concretos do "mundo real", evidentemente, a uma escala laboratorial ou pequena, potenciando atitudes e capacidades muito importantes para a aprendizagem e a atividade do futuro tecnólogo, tais como: capacidade de pesquisa e resolução de problemas, trabalho em equipa e entusiasmo na aprendizagem e estudo. Como exemplo, no caso concreto desta UC, poder-se-á colocar o problema nos seguintes termos: "produzir ao longo do semestre 5 litros de biodiesel com qualidade suficiente para ser incorporado numa mistura tipo B10, a partir de óleos de cozinha esgotados"

Docente(s) responsável(eis)

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Bibliografia

1. R. Farias, “Introdução aos Biocombustíveis”, Editora Ciência Moderna, Brasil, 1ª ed. 2010, ISBN: 857-3-939-486;
2. E.E.S. Lora, O.J. Venturini, “Biocombustíveis” (2 volumes), Editora Interciência, Brasil, 2012, ISBN 857-1-93228;
3. L.A. Barbosa, E.E.S. Lora, E.O. Gomez (org.), “Biomassa para energia”, Unicamp, Brasil, 2008, ISBN 852 6 807838;
4. G. Knothe, J. von Kerpen, J. Krahl, L.P. Ramos, “Manual do Biodiesel”, Edoitora Blucher, Brasil, 2006, 852 1 294051;
5. D.M. Mousdale, Biofuels - Biotechnology, Chemistry and Sustainable Development, CRC Press, Taylor and Francis Group, 2008, ISBN-13:978-1-4200-5124-7
6. A. Scragg, Biofuels - Production, Application and Development, CABI, ISBN 978-1-84593-592