Machado, G. O., et al. 188

J. Biotec. Biodivers. v. 5, N.2: pp. 182-193 May 2014

A potência calorífica do fogão está diretamente relacionada com o calor produzido pela lenha através do seu poder calorífico, tempo de

queima da lenha ( T) e eficiência. A potência do fogão (Pf) é dada pela Equação 8, sendo m q a massa de lenha queimada.

( kW )

m q PCU l Ef T

Pf =

(Equação 8)

A maioria dos métodos utilizados para avaliar os fogões à lenha é baseada apenas no desempenho térmico do equipamento, ignorando as emissões de poluentes. Contudo, os fogões à lenha liberam grandes quantidades de voláteis e gases tóxicos, submetendo o usuário às exposições extremamente prejudiciais a saúde. Desta forma, foi realizada uma estimativa da quantidade de CO 2 , SO 2 e CO liberados por fogões metálicos. Segundo dados da literatura, a quantidade média de CO liberado na queima incompleta da madeira em fogões à lenha metálicos equivale cerca de 10 % do teor de gases provenientes da queima do carbono (JOSSI, 1989 e ZHANG et al., 1999). De posse dos valores da Análise Elementar, é possível apresentar a equação balanceada da combustão da lenha (Equação 10) e assim determinar os teores de CO, CO 2 e SO 2 liberados na queima de um quilograma de combustível, para cada ensaio realizado, por

meio da densidade dos gases na CNTP.

A Análise Elementar da lenha foi obtida da literatura especializada, (Cortez et al., 2009), base seca, consistindo em 49,25 % de carbono (C); 5,99 % de hidrogênio (H); 44,36 % de oxigênio (O); 0,06 % de nitrogênio (N); 0,03% de enxofre (S) e 0,30% de cinzas (A). A equação de combustão foi elaborada com a composição elementar na base de trabalho assumindo-se que todo o carbono presente na lenha reage durante a combustão produzindo apenas CO 2 e CO (com conversão de 90% do carbono em CO 2 e 10% em CO) e que o enxofre é completamente convertido em SO 2 , o hidrogênio em H 2 O e nitrogênio em N 2 , a equação global da combustão de 100 kg de lenha de Pinus taeda no ar (O 2 + 3,76 N 2 ), na base de trabalho, com teor de umidade da lenha de 9,6% ± 0,8, é expressa pela equação 9 (JOSHI, V., et al.,1989 and ZHANG, J. et al., 1999).

3,69 C + 5,30 H + 2,48 O + 0,019 N + 0,00028 S + 1,67 H 2 O + 0,65+ 3,59 (O 2 + 3,76 N 2 ) 3,32 CO 2 +

0,37 CO + 0,00028 SO2 + 2,65 H 2 O + 13,49 N 2 + 1,67 H 2 O + 0,65

(Equação 9)

A combustão incompleta da madeira em ambientes fechados, como cozinhas, gera emissões de monóxido de carbono e assim pode resultar em altas concentrações de CO no meio. O método para predizer a concentração média

médio max

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potencial de exposição (E, em h-mg/m ) ao CO foi baseado nos pressupostos da pesquisa de Zhang et al. (1999), onde assume-se que todo CO emitido provém somente do fogão que não apresenta chaminé ou exaustor. Adicionalmente, assume-se também que o CO se dilui homogeneamente na cozinha, sendo removido somente pela ventilação e renovação natural do

ar ambiente. Nestas condições, a concentração média e máxima de CO, bem como o potencial de Exposição ao gás, são dadas pelas equações 10, 11 e 12; onde F (kg/h) se refere a taxa de queima do combustível, Ef (g/kg) a quantidade de CO (g) por unidade de massa queimada de madeira (kg), t (h) é o tempo de queima sendo representado por T para o período completo de queima, V (m ) é o volume da cozinha e S (h ) a taxa de renovação natural do ar. Adotou-se um volume para a cozinha de 40 m (volume típico das cozinhas de Irati/PR), com taxa de renovação do ar de 15 h (valor estimado para uma cozinha urbana). O valor de Ef (valor