Pesquisa da USP produz energia a partir de resíduos do biodiesel

Glicerol cortado

Na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP, uma pesquisa propõe a produção de energia a partir do gás liberado no tratamento do glicerol oriundo do biodiesel. O resíduo é rico em impurezas, o que encarece o seu processamento industrial. O objetivo do estudo é agregar valor ao glicerol. Para tanto, foi proposta a utilização de um sistema de tratamento de efluentes que utiliza um Reator Anaeróbio de Manta de Lodo e Fluxo Ascendente (UASB, sigla em inglês).

O estudo “Produção de biogás a partir de glicerol oriundo de biodiesel”, de Michael Barbosa Viana, utilizou dados de uma pesquisa realizada na Empresa Brasileira de Agropecuária (Embrapa) que estuda a produção de energia a partir do glicerol. Segundo Viana, estes estudos foram realizadosno Laboratório de Valorização de Resíduos e Biomassa da Embrapa Agroindústria Tropical, unidade da Embrapa localizada em Fortaleza (CE), sob a responsabilidade de Renato Carrhá Leitão. Na EESC, Viana teve a orientação da professora Sandra Tédde Santaella.

Viana conta que no interior do reator existem microrganismos anaeróbios que convertem a matéria orgânica, no caso o glicerol em metano e gás carbônico. “Esse gás metano é um combustível que pode ser utilizado para geração de energia”, afirma Viana. Microrganismos anaeróbios são aqueles que não necessitam de oxigênio para sua sobrevivência e utilizam outros processos de respiração, como por exemplo a fermentação.

Segundo o pesquisador, o reator teve eficiência acima de 90% na conversão de matéria orgânica do glicerol em metano, mesmo com o elevado teor de sais no interior do sistema devido ao glicerol proveniente do biodiesel ser rico em cloreto de sódio (mesma substância que o sal de cozinha). “Altas concentrações de sais podem ser tóxicos aos microrganismos”, explica. O reator construído em escala laboratorial tinha 14,85 litros de volume útil e produziu cerca de 62 litros de biogás por dia na etapa final de pesquisa. O biogás produzido pelo reator era composto por 60% de metano, 36% de gás carbônico e 4% de outros gases (nitrogênio, gás sulfídrico etc). O gás utilizado efetivamente na produção de energia é o metano, cujo volume produzido foi, portanto, de cerca de 36 litros.

Escala industrial

Na dissertação, Viana sugere a construção de um reator de 3.145 metros cúbicos (m³), que atenderia as necessidades para a produção de 25 m³ de glicerol por dia. Um m³ é equivalente a mil litros. “Estima-se que para cada metro cúbico de reator a ser construído, são necessários R$ 1.360,00. Desta forma, para a construção de um reator em escala industrial de 3.145 m³ seriam investidos cerca de R$ 4.277.319,00. Parece muito, mas se colocarmos a economia energética que uma usina de biodiesel teria com a implantação desse projeto, em poucos anos eles teriam o retorno do dinheiro investido”, afirma. “O tempo de retorno do capital investido no uso dessa energia pode variar de 1 a 5 anos, em média, dependendo da tecnologia empregada e de outros fatores como valor da tarifa de energia, custos com mão de obra etc”.

Reator UASB utilizado na pesquisa. O biogás é coletado na parte de cima do sistema e os microrganismos ficam no inferior do reatorO reator em escala industrial proposto no trabalho seria capaz de produzir 16.000 m³ de biogás por dia. “Isso corresponde a 6.246 quilowatts (kW). Para se ter uma ideia, se esse potencial for utilizado para produzir energia elétrica, é suficiente para abastecer cinco mil famílias, considerando um consumo médio de 0,6 kW por dia para cada família” explica Viana.Ele ainda diz que o glicerol deve ser diluído em água antes de entrar no reator e dá dois motivos para isso. 

“Para reduzir a concentração de sais dentro do sistema e para evitar que os microrganismos contidos no reator sejam prejudicados pela elevada quantidade de matéria orgânica que entra no sistema”, explica. Viana ainda ressalta que se a concentração de matéria orgânica, no caso o glicerol, for muito alta, o sistema fica prejudicado devido ao acumulo de ácidos orgânicos formados durante o processo. “Há um limite de concentração de matéria orgânica que um determinado número de células microbianas toleram. Acima desselimite o metabolismo destes microrganismos é afetado negativamente. [Ter muito glicerol no sistema] é como se você forçasse uma pessoa a comer 20 quilos de comida de uma só vez”.

Fonte: Agência USP