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Pesquisas da UCS com biogás e biometano

Publicado em 09/06/2017 às 11:19:03
Categoria(s): Energia, Tecnologia,
Tags: biogás, biometano, pesquisa, UCS,

Pesquisadores da Universidade de Caxias do Sul buscam energias alternativas com biogás e biometano

 

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Laboratórios de pesquisa da Universidade de Caxias do Sul (UCS), entre eles o de Tecnologias Ambientais (LATAM) e de Diagnóstico Molecular (LDM), vêm desenvolvendo diversas pesquisas relacionadas ao biogás e ao biometano, na busca de energias alternativas.

Esses grupos de pesquisas – em parceria com o Arranjo de Produção Local (APL) da Câmara de Indústria e Comércio de Caxias do Sul – buscam a implantação do Projeto Biogás na Serra Gaúcha, que ganha atenção especial com a realização do 1º Fórum Estadual de Biogás e Biometano, que acontece nos dias 13 e 14 de junho, no UCS Teatro. O evento é uma realização conjunta do Arranjo Produtivo Local Metalmecânico e Automotivo da Serra Gaúcha (APLMMeA), da UCS, do Instituto SENAI de Tecnologia em Petróleo, Gás e Energia e da Itaipu Binacional. A atividade irá discutir o desenvolvimento da cadeia de biogás e biometano no Rio Grande do Sul e no Brasil.

A pesquisadora da UCS, professora Dra. Suelen Paesi, explica que “o biogás é uma mistura de gases obtida do tratamento de resíduos orgânicos que produz metano. O metano pode ser usado diretamente como gás de cozinha, energia térmica, veicular e fertilizante. A Serra Gaúcha, além de conter um polo metalmecânico para o desenvolvimento de equipamentos para o projeto, é a maior produtora de carne suína do Estado que depende de um plano arrojado para destinação adequada dos resíduos desses animais no meio ambiente. O tratamento desses resíduos – de suínos e de outros animais – tem grande potencial na geração de biogás e biometano”.

Na demanda existente nos dias atuais de geração de energia, as pesquisas impulsionam atividades de inovação tecnológica. E o biogás é uma alternativa sustentável para produção dessa energia, já que pode ser gerado a partir de diversos tipos de resíduos – uma vez que trata-se de uma mistura de gases obtida pelo tratamento anaeróbio de resíduos domésticos, agropecuários e industriais que gera ainda biofertilizantes. Já o biometano é um biocombustível originário do refino de biogás capaz de abastecer caldeiras, geradores e veículos.

Expectativa

A parceria entre APL, UCS, SENAI, Sulgás e Itaipu para a realização do 1º Fórum Estadual de Biogás e Biometano está gerando expectativa. A pesquisadora Suelen explica o porquê: “A parceria entre instituições de pesquisa e o setor produtivo de uma região mostra ser importante para o desenvolvimento da área tecnológica em todo o mundo. Foi o que aconteceu no Vale do Silício, nos Estados Unidos e em outras regiões da Europa. A aproximação da indústria a instituições de ensino norteia a formação de recursos humanos da graduação e da pós-graduação, colocando profissionais treinados no mercado antes mesmo das demandas exigidas. Adicionalmente, as inovações tecnológicas precisam também ser protegidas por patentes e registros de marcas, atividades essas bem executadas por universidades geradoras de conhecimento”.

Fórum Estadual

A realização do 1ª Fórum Estadual de Biogás e Biometano é pertinente uma vez que o Brasil é um grande produtor de resíduos orgânicos, especialmente, no que se refere aos subprodutos da indústria de fermentação do etanol. A vinhaça, por exemplo, resíduo da indústria de açúcar e etanol, acumulada na ordem 660 milhões de toneladas por ano, pode ser convertida em biogás e biometano. O Rio Grande do Sul também possui um grande potencial na produção de biogás através do glicerol residual proveniente do processo de biocombustível. O estado se destaca como o maior produtor brasileiro de biodiesel, gerando 30% da demanda nacional. A Serra Gaúcha tem sua economia voltada à produção agroindustrial e pecuária e, consequentemente, tem uma potencialidade para a geração de biogás e biometano. E a vocação metalmecânica da Serra disponibiliza completa cadeia de equipamentos para a produção, controle, armazenagem e transporte de biogás.

Projetos de pesquisa

Na área de bioenergia, pesquisadores da UCS trabalham com os seguintes projetos de pesquisa:

– Digestão anaeróbia de resíduos e efluentes agroindustriais para produção de biohidrogênio (BioH2) e bioprodutos de alto valor agregado, financiado pela CENPES/Petrobras, que tem como objetivo a produção de hidrogênio a partir de glicerol e vinhoto (matérias-primas). As referidas matérias-primas são biodegradadas com culturas de microrganismos puras e mistas, com foco na obtenção do hidrogênio como gás principal. Nesta rota será utilizado um processo anaeróbio em batelada, onde são testadas diversas relações glicerol/vinhoto.

– Otimização da geração de biogás usando a ferramenta de Fluidodinâmica Computacional (CFD) – Produção de Biogás, também com parceria da Petrobras, tem como objetivo avaliar a produção de biogás (CH4 e CO2). Para tal, a cinética do processo é determinada experimentalmente e a fluidodinâmica computacional avalia a utilização de duas configurações de reatores anaeróbios associados a membranas.

– Saneamento no meio rural: avaliação das atividades suinícolas e impactos à qualidade das águas na região de abrangência do Corede Serra – projeção de cenários e perspectivas, tendo como parceiros o Governo do Estado do Rio Grande do Sul, por meio da Secretaria da Ciência, Inovação e Desenvolvimento Tecnológico.

– Identificação e caracterização de consórcios microbianos produtores de hidrogênio e outros coprodutos a partir da degradação de resíduos da indústria alcooleira, com parceria da Petrobras.

– Plano regional de gerenciamento integrado de resíduos sólidos gerados nas áreas não urbanizadas, tendo como parceiros a Secretaria Estadual da Habitação e Desenvolvimento Urbano e Fundação Estadual de Planejamento Metropolitano e Regional.

– BIORREFINARIA – SCIT: O conceito de uma biorrefinaria aplicado a uma propriedade rural, com a Secretaria Estadual de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia (SDECT).

– Produção de ácidos graxos voláteis a partir de processos microbiológicos anaeróbios, com financiamento da empresa BREMIL, que busca obter a produção de ácidos graxos voláteis, principalmente ácido acético, utilizando e efluente industrial de uma indústria alimentícia, através de processo microbiológico anaeróbio com culturas mistas.

– Tratamento de dejetos de suínos com reaproveitamento integrado de energia e nutrientes na agricultura, financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), que tem como objetivo avaliar de forma integrada o tratamento de dejetos de suínos por tratamento anaeróbio, otimizando a produção de biogás, o aproveitamento deste biogás, bem como a disposição segura em solo agriculturável do efluente tratado para aproveitamento de nutrientes. Para tanto, será estudado um processo anaeróbio com separação de fases, quantificação do biogás e da energia que pode ser obtida deste. Também será avaliada a produtividade de cultura do tomate com a a aplicação em solo do efluente tratado, analisando inclusive os bioindicadores de organismos patogênicos.

– Desenvolvimento de um reator anaeróbio de leito fluidificado associado à microfiltração – estudo de caso: tratamento de lixiviado. Esse projeto é financiado pelo CNPq e objetiva o desenvolvimento de um reator anaeróbio de leito fluidificado com membranas de microfiltração, com configuração tubular. O rejeito da membrana foi reciclado para o reator, auxiliando na fluidificação do meio suporte/biomassa. Dessa forma, a energia dispendida para a operação de microfiltração também foi recuperada na fluidificação do leito.

– Construção de um equipamento automatizado para estudo da biodegradação e toxicidade em processo anaeróbios denominado respirômetro anaeróbio. Este projeto objetivou a construção de um respirômetro anaeróbio que possibilita avaliar biodegradação anaeróbia de compostos com oito reatores em paralelo.

Laboratórios da UCS

O Laboratório de Tecnologias Ambientais (LATAM) existe desde 2003 e desenvolve pesquisas na área de tratamento de efluentes e resíduos, com a abordagem de que estes são matérias-primas. Dessa forma, além de desenvolver processos e tecnologias há a preocupação que ocorra uma recuperação de compostos mercadologicamente valorados, além do reuso de efluentes. O laboratório conta com cinco setores: de Desenvolvimento de Processos; de Respirometria/Fermentação; de Aplicação de Fluidodinâmica Computacional; de Análises Químicas e de Análises Instrumentais Químicas.

O Laboratório de Diagnóstico Molecular, no Instituto de Biotecnologia, foi criado em 1998, e possui equipe treinada para atuar na seleção, isolamento e identificação microbiológicos de amostras ambientais, efluentes e resíduos, por meio de técnicas clássicas e moleculares. Os estudos do laboratório abrangem as amostras com microrganismos isolados ou em consórcios, identificados por PCR gene RNA 16S, segmentos específicos, DGGE, Megasequenciamento. Suas linhas de pesquisa são: Identificação de microrganimos produtores de hidrogênio e metano; Identificação de vírus e veiculação hídrica; Identificação de macrofungos produtores de antimicrobianos.

Os laboratórios também colaboram com os programas de pós-graduação da Instituição.

Fotos: Daniela Schiavo

Fonte: Universidade de Caxias do Sul – UCS


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