Pesquisa da USP propõe transformar vinhaça da cana em energia
O engenheiro Djalma Ferraz, da Escola de Engenharia da USP de São Carlos (EESC), estuda a produção de energia por meio do resíduo que sobra do processamento da cana-de-açúcar na produção de combustível, a vinhaça. A pesquisa tem a orientação do professor Marcelo Zaiat. Por meio de um sistema conhecido como digestão anaeróbica, a pesquisa utiliza o subproduto da cana como matéria-prima na produção de hidrogênio e metano, duas fontes de energia.
A pesquisa é desenvolvida no Laboratório de Processos Biológicos do Departamento de Hidráulica e Saneamento da EESC. Ferraz explica que a geração de vinhaça é abundante. Para cada litro de etanol, há a geração de até 15 litros de resíduos.
Parte desse material é devolvido ao solo para a recomposição do potássio. A vinhaça, segundo ele, é rica em nitrogênio e fósforo, o que complementa a fertilização. “O hidrogênio está inserido no nosso cotidiano por meio de produtos industrializados, e pode ser inserido na hidrogenação de gorduras e óleos, na indústria petroquímica, química e alimentícia e como vetor energético para geração de energia elétrica veicular, estacionária ou portátil”, enumera o pesquisador.
Como vetor energético, Ferraz explica que há pesquisas no sentido de substituir motores à combustão por motores elétricos a hidrogênio, principalmente no transporte coletivo urbano, o que pode contribuir na diminuição de poluentes.
Ele cita como exemplo o projeto “Estratégia Energético – Ambiental: Ônibus com Célula a Combustível Hidrogênio”, em desenvolvimento pelo Ministério de Minas e Energia (MME), em conjunto com a Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos de São Paulo (Emtu/SP), o Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD), o Global Environmental Facility (GEF) e a Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), que apresenta um ônibus movido a hidrogênio com capacidade para 40 passageiros, com baixo nível de ruído, emissão zero de poluentes, ar-condicionado e autonomia de 300 km.
“O hidrogênio também pode ser utilizado na produção de energia elétrica em células a combustível estacionárias que estão disponíveis em megawatts”, diz. Além da temática de produção de hidrogênio, a pesquisa se concentra, também, na coleta e armazenamento e transporte de hidrogênio.
Sistema apresenta recuperação de energia em 25,7%
A pesquisa do engenheiro Djalma Ferraz, por meio da digestão anaeróbica, foi divida em três etapas: na primeira e na segunda foram avaliadas condições de operação do reator acidogênico, a fim de conseguir valores máximos de produção de hidrogênio. Na terceira foram avaliadas a produção de metano em um sistema único e a produção simultânea de hidrogênio e metano no sistema combinado, a fim de comparar as tecnologias.
Basicamente, esse tipo de digestão ocorre em quatro etapas: Hidrólise (transformação de moléculas orgânicas complexas em simples), Acidogênese (continuação de quebra em moléculas menores ocorrendo formação de ácidos graxos voláteis — acético, propiônico, butírico, valérico), Acetogênese (moléculas da fase anterior são convertidas em dióxido de carbono, hidrogênio e ácido acético) e a Metanogênese (conversão do hidrogênio e ácido acético emmetano, dióxido de carbono e água).
O tratamento anaeróbio pode ocorrer em sistema único, tendo o biogás enriquecido em metano como produto gasoso, ou seja, todo hidrogênio produzido vai para o enriquecimento do metano; ou em sistema combinado, com duas fases, uma acidogênica seguida por uma metanogênica. Nesse caso, o biogás gerado na primeira fase é rico em hidrogênio e o gerado na segunda, em metano. “O sistema combinado representa apenas uma separação física dos microrganismos acidogênicos e metanogênicos”, lembra Ferraz.
A partir dos resultados desses dois sistemas, o pesquisador concluiu que o sistema combinado consegue uma recuperação de energia de 25,7% maior do que o sistema único. (com Nathália Nicola, da EESC)
