Projetos de Pesquisa em andamento no LEAE
Estudo de alternativas para redução da poluição atmosférica e da emissão de gases de efeito estufa: energias renováveis em Pelotas, no Rio Grande do Sul e no Brasil
Coordenador: Prof. Willian Nadaleti
Os combustíveis fósseis geram diversos impactos ambientais negativos, desde sua extração até seu consumo final. São emitidos gases de efeito estufa – GEE como o Dióxido de Carbono (CO2), metano (CH4) e inúmeros poluentes atmosféricos como Óxidos de Nitrogênio (NOx) e Dióxido de Enxofre (SO2), alguns já originados nas usinas dos combustíveis. Além disso, seu uso final na frota urbana de veículos e em indústrias diversas potencializam essas emissões atmosféricas com danos à fauna, flora e à saúde humana. Mudanças climáticas decorrentes dessas emissões antropogênicas despertaram a preocupação de diversos países, que passaram a direcionar suas políticas energéticas de modo a incentivar, ou legislar no sentido da utilização de energias renováveis. No caso das concessionárias de energia elétrica, por exemplo, há inclusive a possibilidade de subsídios públicos para a instalação de usinas renováveis. Nesse sentido, o projeto proposto visa avaliar as fontes disponíveis para geração de energia renovável em níveis local, regional e nacional, bem como análises e experimentos em laboratório para produção de energia e redução de GEE e emissões de poluentes. Por fim, através de modelagem matemática e ferramentas de planejamento energético, propor cenários e avaliar o potencial poluente de diferentes fontes de energia, bem como seu potencial de redução de emissões atmosféricas.
Produção de bioenergia empregando resíduos sólidos e líquidos via co-digestão anaeróbia
Coordenador: Prof. Willian Nadaleti
A maior parte da energia utilizada no planeta é advinda de origem não renovável e diante disso, muitas pesquisas vêm sendo desenvolvidas buscando novas e alternativas fontes de energia, visando diminuir os impactos ambientais causados pelos combustíveis fósseis e propiciando maior segurança energética frente às grandes variações no preço do petróleo. biocombustível pode ser definido como todo produto útil para a geração de energia, obtido total ou parcialmente de biomassa. Seu processo de industrialização teve início na Europa nos anos 90, tornando-se o principal mercado produtor e consumidor de biocombustível puro ou em mistura com o óleo diesel. Também outros países como os Estados Unidos, a Argentina, a Austrália, o Canadá, as Filipinas, o Japão, a Índia, a Malásia, Taiwan, assim como o Brasil empregam significativos esforços para o desenvolvimento de suas indústrias, estimulando o uso e a produção de biocombustíveis. Nesse sentido, resíduos industriais e domésticos podem ser empregados para gerar biocombustíveis, como por exemplo resíduos orgânisoc, efluentes industriais, etc. Assim, o Rio Grande do Sul por exemplo é um dos maiores produtores mundiais de arroz. A parboilização de arroz gera em torno de 2 a 4 litros de efluente por quilo de arroz beneficiado, resultando em pelo menos 504 bilhões de litros por ano. Sendo este efluente caracterizado principalmente por conter altas cargas de substâncias orgânicas e nutrientes como nitrogênio e fósforo. Esse efluente pode ser utilizado em processos de digestão e codigestão anaeróbia com resíduos sólidos orgânicos para geração de biogás, que pode ser aproveitado como energia para produzir eletricidade e calor. Assim, esse projeto visa o aproveitamento energético de resíduos tanto de indústrias arrozeiras da região como outros setores industriais e resíduos orgânicos domésticos para produção de bioenergia. O projeto será desenvolvido no laboratório 201 do centro de engenharias em parceria com o laboratório 102 e 200, contando com a participação de alunos de graduação e mestrado da UFPel. Os gases gerados no processo de digestão serão aproveitados como energia para eletricidade ou combustível, por exemplo, além da construção de cenários energéticos.
Tratamento de Biogás: Remoção de Siloxanos
Coordenador: Prof. Willian Nadaleti
A maioria das técnicas atualmente aplicadas em biogas upgrading são essencialmente curativas e tem por objetivo a remoção de siloxanos e outros contaminantes já em fim de linha. O método comercialmente mais usado para remoção dos siloxanos consiste na adsorção destes compostos por carvão ativado. No entanto existem outros métodos em estudo e passíveis de serem utilizados para a remoção/neutralização destes compostos, que se descrevem de seguida: adsorção, absorção, hidrólise química, processo de condensação usando nitrogênio líquido, biofiltração, peroxidação, e mais recentemente, tecnologias biológicas. Esse projeto empregará técnicas inovativas para tratamento de biogás, com ênfase na remoção de siloxanos.
Produção de biocombustíveis a partir de subprodutos da indústria alimentícia: Biodiesel e Biometano
Coordenador: Prof. Bruno Vieira Coordenador Adjunto: Prof. Willian Nadaleti
O esgotamento inevitável dos combustíveis fósseis, o aumento do preço do petróleo cru e as altas emissões de gases do efeito estufa e poluentes tornam emergencial o desenvolvimento de energias limpas e renováveis. Atualmente, a produção de energia renovável no Brasil se dá, majoritariamente, por meio de usinas hidrelétricas. O setor atende 70% da produção total do país. Entretanto, a construção e operação deste tipo de usina ocasiona diversos impactos ambientais negativos, como as emissões de gases do efeito estufa, como o metano, e destruição de habitats. Nesse contexto, surgem os biocombustíveis capazes de gerar bioenergia, que se caracteriza como energia derivada da biomassa e permite a redução de gases do efeito estufa quando substituta de energias fósseis e hídricas. Suas fontes se apresentam na forma de biomassa de culturas e resíduos agrícolas, resíduos sólidos urbanos e efluentes. Sua conversão em biocombustível se dá, por exemplo, na biodigestão anaeróbia destes compostos para geração de biogás, ou pela transesterificação de lipídios para produção de biodiesel. Tendo em vista o alto potencial de produção de energia a partir de efluentes e outros resíduos de indústrias de arroz no Brasil, torna-se fundamental o estudo e o desenvolvimento de biocombustíveis oriundos destes subprodutos. Assim, o objetivo desse projeto será a produção de biocombustíveis, biodiesel e biometano, que tenham como matéria-prima os resíduos e efluentes gerados em processos de beneficiamento do arroz, determinando: 1) as melhores condições para transesterificação básica metílica de óleo vegetal do farelo de arroz para produção de biodiesel; 2) o potencial de inibição e potencialização do glicerol do biodiesel à Atividade Metanogênica Especifica (AME) do lodo da parboilização de arroz, e em quais proporções tais efeitos estão presentes; 3) o potencial de produção de biodiesel e biometano das indústrias de arroz do estado do Rio Grande do Sul, assim como o potencial de geração de energia térmica e elétrica oriundas de tais biocombustíveis. O projeto se complementa, portanto, em três frentes: experimental, de planejamento energético e de aplicação da energia gerada.
