Currículo

Bioenergias Renováveis e Processos de Conversão BPConv

Contextos

ECTS

6.0 (para cálculo da média)

Objectivos

Objetivos de aprendizagem: • Compreender os processos relevantes do ponto de vista físico, químico e biológico e as suas inter-relações dentro das várias componentes e utilizar princípios dessas ciências para o suporte à conceção de sistemas de bioconversão energética; • Realizar balanços de massa e de energia associados aos processos de bioconversão estudados; • Analisar criticamente informação e dimensionar sistemas e tecnologias; • Contribuir para o desenvolvimento de abordagens de gestão que permitam a produção de energia a partir de biomassa/bioresiduos e a recuperação de compostos de valor acrescentado, na ótica de uma biorefinaria. Competências e atitudes: Esta unidade curricular visa a aquisição das seguintes competências e atitudes: i) Competências • Formular, interpretar e discutir metodologias para efetuar a caracterização de problemas, proceder ao diagnóstico e traçar objetivos; • Definir esquemas gerais de sistemas de produção de bioenergia a partir de diversas fontes de biomassa/bioresiduos; • Desenvolver cálculos para dimensionamento de sistemas de bioconversão; • Avaliar a operação de sistemas de produção de bioenergia e monitorizar o seu desempenho, através de dados recolhidos. ii) Atitudes • Promover a iniciativa e espírito empreendedor para enfrentar os problemas e procurar, de forma autónoma e crítica, conhecimento multidisciplinar na área da engenharia; • Promover a capacidade de inovação, análise construtiva e planeamento por objetivos; • Promover o trabalho em equipa para atingir objetivos. Conhecimentos de base necessários: Assume-se que o discente já está capacitado para o seguinte: • Efetuar a conversão de unidades entre sistemas métricos distintos; • Aplicar conhecimento matemático, expresso por equações diferenciais, probabilidades e estatística, cálculo;
• Aplicar conhecimentos das ciências biológicas relevantes com entendimento do metabolismo, crescimento e cinética microbiana; • Resolver balanços de massa num processo. Metodologias de ensino-aprendizagem: As metodologias de ensino-aprendizagem resumem-se em seguida: • As aulas teóricas recorrem, em função das necessidades, ao quadro clássico e a meios audiovisuais, com análises e discussões críticas, em contexto de turma, dos conteúdos tratados; • Os alunos irão desenvolver ensaios experimentais associados aos conteúdos teóricos transmitidos; • Desenvolvimento de um caso de estudo (em grupo).

Programa

1. Introdução

2. Breves Referências às Diretivas das Energias Renováveis

3. Tipos, Composição Química e Classificação de Biomassa
3.1 Biomassa para a produção de Biocombustíveis de 1ª Geração
3.1.1 Óleos Vegetais
3.1.2 Açúcares e Materiais com Amido 3.2 Biomassa para a produção de Biocombustíveis de Geração Avançada
3.2.1 Biomassa Florestal
3.2.2 Resíduos Agrícolas
3.2.3 Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) e Lamas de ETAR
3.2.4 Resíduos do Sector Pecuário
3.2.5 Outros Tipos de Resíduos (Algas)

4. Breve Referência aos Principais Processos para a Produção de Biocombustíveis
4.1 Processos Químicos de Conversão
4.1.1 Transesterificação
4.1.2 Hidrogenação de Óleos Vegetais
4.2 Processos Termoquímicos de Conversão
4.2.1 Gaseificação
4.2.2 Pirólise
4.2.3 Liquefação
4.3 Processos Bioquímicos de Conversão
4.3.1 Produção de Biogás
4.3.2 Produção de Bioetanol de 1ª Geração
4.3.3 Produção de Bioetanol de 2ª Geração

5. Produtos da Biomassa (co-produtos) não combustíveis

6. Classificação e Composição química dos Biocombustíveis
6.1 Biodiesel
6.2 Bioetanol
6.3 Biogás e BioMetano
6.4 BioH2

7. Performance de motores
7.1 Biocombustíveis versus Combustíveis Convencionais

8. Utilização dos Biocombustiveis

9. Análise da Cadeia de Valor de Produção de Bioenergia
9.1. Análise de Sustentabilidade Ambiental (ASA) incluindo perspetiva de ciclo de vida de diferentes fontes energéticas

Método de Avaliação

Obrigatório 75% de assiduidade (TP/Lab)

- O cálculo da classificação final será efetuado com base nas seguintes parcelas:
• Relatórios individuais relativos às sessões laboratoriais - até à aula seguinte cada aluno deve enviar por email 1 folha de registo incluindo procedimentos, resultados e discussão/conclusões (10%)
• Desempenho individual nos trabalhos/aula (5%)
• Caso de estudo, em grupos de 2/3 alunos, desenvolvem a análise crítica comparativa de rotas de bioconversão. Incluirá documento escrito e apresentação/discussão oral (total de 10 min) (35%)
• Exame (50%), com uma componente teórica e outra teórico-prática, cada uma cotada para 10 valores e com nota mínima de 4 valores. A nota total de exame terá que ser ≥ a 9,5 valores.
Para ter aprovação na UC o aluno terá que ter um resultado da avaliação global ≥ a 9,5 valores.

Carga Horária

Bibliografia

Principal

• Handbook of Industrial Energy Analysis, Ellis Horwood Limited, John Wiley & Sons: Boustead, I. and Hancock, G. 1979
• The Computational Structure of Life Cycle Assessment, Springer, Dordrecht, The Netherlands: Heijungs, R., Suh, S. 2002
• Introdução à gestão ambiental: A avaliação do ciclo de vida de produtos", Colecção ensino da ciência e tecnologia. IST PRESS: Paulo Ferrão 1998
• Chemistry in Context, 8th ed., McGraw-Hill: American Chemical Society 2015
• Synthetic Fuels Handbook,1th ed., McGraw-Hill: James Speight 2008
• Bioenergy: Biomass to Biofuels, Academic Press: Anju Dahiya (ed.) 2014
• Bioenergy Production by Anaerobic Digestion: Using Agricultural Biomass and Organic Wastes, Routledge London and New York: Nicholas Korres, Padraig O'Kiely, John A.H. Benzie and Jonathan S. West (eds.) 2013
• Monomers, Polymers and Composites from Renewable Resources, Elsevier, Amsterdam. Esau K. (1977) Cell Wall. In: Plant Anatomy; John Wiley & Sons, New York, NY: Belgacem M.N., Gandini A. 2008
• Chemicals from Biomass: Integrating Bioprocesses into Chemical Production Complexes for Sustainable Development. Series: Green Chemistry and Chemical Engineering. CRC Press: Sengupta D., Pike R.W. 2012

Secundária

Disciplinas de Execução

2025/2026 - 2º semestre

2025/2026 - 1º semestre

2024/2025 - 2º semestre

2024/2025 - 1º semestre