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Poder calorífico e equivalência de combustíveis

Compare três combustíveis pelo custo do calor útil, veja quanto de cada um entrega a mesma energia e como a umidade derruba o poder calorífico da biomassa.

Ferramenta de pré-dimensionamento e estimativa: os resultados não substituem projeto, cálculo ou laudo assinado por profissional habilitado nem a verificação conforme as normas aplicáveis.

Verificação
Demanda de calor
Combustível 1
Combustível 2
Combustível 3
—Combustível com o menor custo por calor útil
—

Custo por GJ de calor útil

Preço por GJ de PCI dividido pelo rendimento do equipamento.

Toque no gráfico para ver os valores.

PCI da biomassa conforme a umidade

Poder calorífico inferior como recebido, pela ISO 18125, para as biomassas da lista.

Toque no gráfico para ver os valores.

Equivalência entre os combustíveis

Quantidade de cada combustível que entrega o mesmo calor útil, já considerando o rendimento de cada equipamento.

O memorial reúne entradas, resultados, equações, hipóteses e referências desta página, com campos para projeto, responsável e revisão. Na janela de impressão, escolha Salvar como PDF.

Método, hipóteses e referências

Equações usadas

PCI da biomassa (ISO 18125): PCIu = (PCSs − 0,2122·H − 0,0008·(O + N)) × (1 − U/100) − 0,02443·U [MJ/kg]
PCS de gás e líquidos a partir do PCI: PCS = PCI + 9 · H · 2,442 [MJ/kg]
Custo por GJ útil = preço por GJ (PCI) ÷ rendimento
Consumo = calor útil ÷ (rendimento × PCI)

Hipóteses e limites

  • PCI padrão de gás natural, GLP, óleo combustível e diesel do Balanço Energético Nacional (EPE), a 20 °C e 1 atm; ajuste com o laudo do fornecedor.
  • Biomassa com composição típica de madeira (C 49%, H 6%, O 44%, base seca); bagaço com C 47%, H 6,3%.
  • Hidrogênio em massa usado para o PCS: gás natural 24%, GLP 18%, óleo combustível 11%, diesel 13,3%.
  • Volumes de gás na condição de referência do fornecedor (m³ a 20 °C e 1 atm no Brasil; scf a 60 °F e 14,696 psia nos EUA).

Normas e documentos técnicos

  • ISO 18125:2017: Solid biofuels — Determination of calorific value
  • ISO 17225-1:2021: Solid biofuels — Fuel specifications and classes
  • ISO 6976:2016: Natural gas — Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe indices from composition
  • ASTM D240: Heat of Combustion of Liquid Hydrocarbon Fuels by Bomb Calorimeter
  • EPE, Balanço Energético Nacional; ANP, Anuário Estatístico 2026: fatores de conversão, massas específicas e PCI
  • EPA 40 CFR Part 98, Table C-1: Default CO2 emission factors and high heat values for various types of fuel

Legislação e regulamentos no Brasil

  • Resolução ANP nº 16/2008: especificação do gás natural nacional ou importado (poder calorífico, índice de Wobbe)
  • Resoluções CONAMA nº 382/2006 e nº 436/2011: limites de emissão por tipo de combustível em combustão externa
  • Lei nº 12.187/2009 (Política Nacional sobre Mudança do Clima): base para inventários de emissões por combustível

Perguntas frequentes

Quanto de lenha equivale a 1 m³ de gás natural?

Com PCI de 36,8 MJ/m³ para o gás e 11,65 MJ/kg para lenha a 30% de umidade, 1 m³ de gás tem a energia de cerca de 3,2 kg de lenha. Considerando 88% de rendimento com gás e 78% com lenha, são cerca de 3,6 kg de lenha por m³ de gás para o mesmo calor útil.

O que muda entre PCI e PCS?

O PCS inclui o calor de condensação da água formada na combustão; o PCI não. Para gás natural, o PCS é cerca de 11% maior que o PCI; para lenha seca, cerca de 7%.

Por que comparar pelo custo do calor útil?

Porque cada equipamento tem um rendimento diferente. Um combustível mais barato por GJ pode sair mais caro por GJ útil se a caldeira dele for menos eficiente.