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Ciência e Tecnologia

Núcleo de pesquisa estuda formas de trazer sustentabilidade energética à UFPR

Superintendência de Comunicação Social     27 de abril de 2017 - 16h35

 

Reduzir os impactos ambientais causados pelos resíduos provenientes das atividades humanas é dos grandes desafios da atualidade. Atendendo a esta demanda, o Núcleo de Pesquisa e Desenvolvimento de Energia Autossustentável da UFPR (NPDEAS) desenvolve pesquisas voltadas à produção de biocombustíveis e materiais a partir de microalgas e outras fontes.

“Os estudos podem resultar em soluções eficientes partindo do uso de microalgas. Entre as soluções está o fornecimento de biomassa para biocombustíveis e coprodutos, paralelamente ao tratamento de efluentes – material de origem biológica e emissões”, diz o professor André Bellin Mariano, professor do Departamento de Engenharia Elétrica e gerente de Programas do Núcleo.

As microalgas são organismos unicelulares extremamente versáteis e, devido a características como rápido crescimento e composição, vêm chamando a atenção da indústria e dos pesquisadores nas últimas décadas. “Mas o aprimoramento dos processos de produção destes organismos e a diminuição de custos ainda são desafios a serem superados no desenvolvimento da tecnologia”, explicou Mariano, que é farmacêutico de formação e doutor em Ciências – Bioquímica.

O NPDEAS trabalha com microalgas em escala de engenharia desde 2008, com a intenção de fornecer uma solução ambientalmente correta para o setor produtivo.  Instalado no Centro Politécnico, o núcleo, de caráter interdisciplinar, envolve diversos departamentos e órgãos da UFPR, com várias ações voltadas às comunidades interna e externa, além do atendimento a empresas.

Escala de engenharia

Além dos tradicionais estudos realizados nos laboratórios do núcleo, o NPDEAS desenvolve suas pesquisas em escala de engenharia. Isso significa projetar e construir os equipamentos do tamanho em que a indústria vai utilizar.

Essa abordagem apresenta grandes desafios e oportunidades aos pesquisadores. “A operação dos equipamentos em escala requer um grande esforço gerencial e envolvimento de uma grande equipe para manutenção dos processos em regime contínuo. Em contrapartida, conseguimos desenvolver soluções para os problemas de forma antecipada e aplicando conceitos como eficiência energética e gestão ambiental”, explicou o professor.

A operação dos equipamentos mantidos pelo Núcleo envolve uma grande equipe para manutenção dos processos em regime contínuo. Foto: Marcos Solivan – Sucom/UFPR

Em um dos muitos projetos de pesquisa, a tecnologia empregada envolve o uso de efluente de biodigestão – digestão do material orgânico produzido no próprio núcleo, como fonte de nutrientes para as microalgas nos fotobiorreatores (FBRs). O processo resulta na produção de biogás, biomassa de microalgas e água tratada. O núcleo desenvolveu tecnologia capaz de tratar com sucesso esgoto sanitário e efluentes agroindustriais, como material da suinocultura e bovinocultura.

Resíduos sólidos 

O NPDEAS também dispõe de um sistema projetado para o tratamento de resíduos do Centro Politécnico e do Hospital de Clínicas. “O vapor liberado por esse material pode ser aproveitado para a geração de eletricidade. Assim, a energia gerada e o calor residual podem ser aproveitados para a economia de energia elétrica. E, trazendo esse sistema para a UFPR, pode gerar economia, além de constituir fonte de estudos e estágios para os estudantes”, acrescentou o professor André.

 

Produção de energia renovável

A motivação inicial do grupo, desde 2008, foi a produção de energia limpa e renovável a partir de microalgas. Hoje o grupo conta com um gerador que funciona  a partir de diferentes das misturas com diesel, biodiesel e biogás e é capaz de fornecer a energia elétrica de que o prédio precisa para operar.

Outra fonte de energia é a pequena usina termoelétrica em fase final de construção, que vai produzir eletricidade a partir do tratamento de resíduos sólidos. O professor André ressaltou ainda que “toda a emissão dos sistemas geradores de energia é tratada por um sistema exclusivo do NPDEAS que utiliza as microalgas para realizar o pós-tratamento de forma biológica”. O sistema desenvolvido pode ser aplicado a inúmeros processos industriais que envolvem processos de queima.

Os resultados obtidos ao longo de oito anos de existência do núcleo já foram publicados em artigos científicos, revistas indexadas, dissertações de mestrado e teses de doutorado. “Pode-se concluir que as microalgas apresentam um grande potencial para o desenvolvimento biotecnológico, energético e ambiental no Brasil e no mundo”, afirma Mariano.

Biodiesel

Entre outros projetos de interesse tecnológico e social, o NPDEAS possui uma planta para produção de biodiesel. “Com algumas adaptações seria viável a produção do biodiesel a partir de óleos e gorduras residuais dos restaurantes universitários, o que resultaria no fornecimento de combustível renovável para a frota da UFPR. A usina produz 200 litros de biodiesel por dia, ou seja, quatro mil litros por mês”, concluiu o professor.

Interdisciplinaridade

Uma característica do núcleo é o caráter interdisciplinar. As pesquisas envolvem professores, técnicos e alunos de diversas áreas da UFPR. “O caráter interdisciplinar deste trabalho surgiu pela necessidade de resolvermos problemas complexos. A ação de pesquisadores com formação distinta permite encontrar soluções de forma rápida e com menor gasto de recursos”, explicou o professor Mariano. “O profissional do futuro foge da formação tradicional que ficava restrito apenas na sua área do saber. Cada vez mais precisaremos de pessoas capazes de sair da sua zona de conforto e encarar desafios complexos com capacidade de tomada de risco, rapidez de decisão e velocidade de adaptação às mudanças impostas pelo ambiente”.

Além do professor André Bellin Mariano, do curso de Engenharia Elétrica, coordenam o grupo de pesquisa interdisciplinar os professores José Viriato Vargas (Engenharia Mecânica); Vanessa Kava e Marta Margarete Cestari (Biologia); David Alexander Michell (Bioquímica); Nádia Krieger e Luiz Pereira Ramos (Química) e Rafael Bruno Vieira (Engenharia Química).

Por Sonia Loyola

 

 

 

 


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