Alunos de Etec criam sistema de tratamento de água

De baixo custo, tecnologia criada em Campinas utiliza energia solar e possibilita a produção de água potável em residências de regiões secas e semiáridas

Um trio de alunos do curso técnico de Eletrônica integrado ao Ensino Médio da Escola Técnica Estadual (Etec) Bento Quirino, de Campinas, criou um equipamento inédito, de baixo custo, para tratar microbiologicamente a água. A partir de um processo químico chamado eletrólise, que utiliza eletricidade e uma mistura de sal de cozinha (cloreto de sódio) e água, é obtido o gás cloro que será empregado na esterilização da água contida em um recipiente fechado.

O sistema é alimentado por energia solar, gerada por um painel fotovoltaico de baixa potência (15 watts) e custo de R$ 120. No interior de suas tubulações são separadas as moléculas de hidrogênio, oxigênio e sódio presentes na mistura de água e sal. O resultado da reação química são dois gases: o hidrogênio, liberado por um duto para a atmosfera, e o cloro, que é canalizado para o recipiente com água, onde o gás se dissolve e elimina micro-organismos.

Beatriz da Silva, Matheus da Silva e Gabriel Trindade, estudantes do sexto e último semestre do curso, são os criadores do equipamento que torna a água potável, segura para beber e cozinhar, tomar banho e escovar os dentes. Denominado Solução para o Tratamento de Água nas Cisternas Instaladas no Brasil (STAC-IBR), o sistema vem sendo desenvolvido desde o início do ano, sob orientação do professor João Alexandre Bortoloti e coorientação do professor Edson Duarte.

Láurea

A STAC-IBR será apresentada como trabalho de conclusão do curso (TCC) dos estudantes, em dezembro. Antes, o protótipo do equipamento será exposto entre os destaques da 10ª Feira Tecnológica do Centro Paula Souza (Feteps), encontro anual de inovação das Etecs e Faculdades de Tecnologia do Estado (Fatecs) que, neste ano, será realizado na capital, no período de 19 a 21 de outubro, em local ainda a ser definido.

Com proposta sustentável e inovadora, a STAC-IBR é resultado de iniciativa conjunta da Etec Bento Quirino com o Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), câmpus de Campinas, e o Projeto WASH!, do Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI), ambos vinculados ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI).

Seus autores pretendem agora patenteá-la, sob orientação da agência de inovação do Centro Paula Souza (Inova) e do IFSP. Na sequência, eles querem repassar a tecnologia às empresas interessadas em produzi-la em escala industrial. O primeiro protótipo desenvolvido já rendeu aos estudantes o quinto lugar na edição 2016 do V Benchmarking Junior – Inovações & Sustentabilidade, concurso anual promovido pela organização não governamental Mais Atitude Instituto Socioambiental (Mais).

Inspiração

Os estudantes, inicialmente, tinham em mente produzir um clorador elétrico, com o fim de esterilizar água de piscina. Entretanto, após uma aula de geografia, o conceito do projeto ampliou-se e eles desenvolveram um equipamento portátil para tratar água acumulada em cisternas, mas que pode ser acoplado definitivamente na caixa-d’água.

Segundo os estudantes, o sistema foi concebido para abastecer residências do semiárido brasileiro onde há pouca oferta de água e, também, para tratar a água da chuva acumulada em cisternas. Outro conceito incorporado é o de impedir a proliferação nos reservatórios de larvas do Aedes aegypti, mosquito causador da dengue, chikungunya e zika.

De acordo com delimitação realizada em 2005 pelo Ministério da Integração Nacional, o semiárido brasileiro é uma região de um milhão de metros quadrados onde predominam altas temperaturas e clima seco. Ocupa 11% do território nacional, compreendendo porções dos Estados de Alagoas, Bahia, Ceará, Minas Gerais, Paraíba, Pernambuco, Piauí, Rio Grande do Norte e Sergipe.

Composição

O primeiro protótipo da STAC-IBR custou mil reais e o sistema foi montado pelos estudantes em poucas horas, depois que ele foi projetado no papel. Os componentes usados foram tubulações de esgoto e válvulas. O montante gasto no protótipo foi financiado pelo Centro de Tecnologia da Informação (CTI) Renato Archer, cuja sede fica em Campinas e onde também está localizado o IFSP.

Depois de alguns testes laboratoriais, os alunos da Etec Bento Quirino chegaram à formulação adequada para a STAC-IBR esterilizar a água na cisterna. Um volume de 18 litros de água com 5,5 quilos de sal de cozinha permite tratar 16 mil litros de água – esse é também o volume mínimo recomendado em uma residência para atender as necessidades de uma família de seis pessoas durante os oito meses mais secos do ano no semiárido brasileiro.

Serviço

Etec Bento Quirino (Campinas)
E-mail atendimento@etecbentoquirino.com.br
Telefone (19) 3252-3596

V Benchmarking Junior
IFSP (câmpus Campinas)
Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI)
Mais Atitude Instituto Socioambiental (MAIS)

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 16/07/2016. (PDF)

Documento indica crescimento no uso de energias limpas em SP

Balanço Energético 2015 mapeia consumo e origem da energia utilizada no Estado em 2014; publicação da Secretaria de Energia é referência em estudos de planejamento e preservação ambiental

Com o maior parque industrial da América Latina e população superior a 44 milhões de habitantes, o Estado de São Paulo consumiu 25,3% de toda a energia gerada no Brasil em 2014. A rede paulista de usinas hidrelétricas faz do Estado uma das regiões do planeta com mais produção de energia limpa – ao lado de outras fontes, gera 53% da energia utilizada internamente, sendo que 93% dessa produção “doméstica” vêm de fontes renováveis e sustentáveis.

Esses dados constam do Balanço Energético do Estado de São Paulo 2015, publicação anual da Secretaria da Energia lançada no dia 15. O levantamento tem 267 páginas, com versões em português e inglês, e está disponível para cópia ou consulta on-line no site da pasta (ver serviço).

O documento é destinado aos setores público e privado e é obra de referência em estudos de planejamento energético, busca de novas tecnologias, aumento de eficiência energética e preservação ambiental. O conjunto de números, tabelas e gráficos toma por base informações energéticas e socioeconômicas do território paulista relativas ao ano passado e faz comparações de números obtidos desde 2005. O estudo também traz séries históricas relacionadas ao tema energia, com acompanhamento iniciado em 1980.

Biomassa

Responsável pela publicação e assistente executivo da secretaria, o físico Reinaldo Almança destaca uma tendência gradual e progressiva no Estado de usar mais fontes limpas em substituição às poluentes, que trazem prejuízos à qualidade de vida da população. Como exemplo, cita o reaproveitamento da biomassa na cogeração de energia pelos setores sucroalcooleiro e de papel e celulose.

Biomassa é toda matéria-prima de origem animal ou vegetal com potencial para produzir combustíveis. No Estado, as usinas produtoras de açúcar e etanol queimam em seu próprio parque industrial a palha e o bagaço de cana restantes da produção para obter vapor e eletricidade. Na época da safra da cana, de abril a novembro, o reaproveitamento desses insumos torna a usina autossuficiente em eletricidade em regime permanente, 24 horas por dia, sete dias por semana – e os excedentes podem ser distribuídos para a rede elétrica.

A cadeia produtiva de papel e celulose obtém 65% da energia que utiliza por meio de biomassa, com a queima de duas matérias-primas decorrentes de seu processo industrial. A primeira é o cavaco de madeira (sobras de troncos, galhos e raízes de eucalipto e de outros vegetais usados na sua produção).

A segunda biomassa utilizada é a lixívia, também conhecida como licor negro. A substância tem potencial contaminante para o solo e a água e, quando não reaproveitada, requer descarte ambiental adequado. Usada no cozimento da madeira para extração da celulose, sua composição inclui hidróxido de sódio, material orgânico, chumbo, enxofre, hipoclorito de cálcio, sulfeto de sódio e outros metais utilizados na fabricação de papel.

Vento e sol

Almança comenta que o potencial hídrico paulista foi aproveitado em quase sua totalidade na construção de barragens e hidrelétricas. Atualmente, o recurso só poderia ser explorado pelas chamadas Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs), que possuem potência e tamanho relativamente reduzidos. Para o futuro, aposta na iniciativa privada para explorar outras fontes renováveis e “verdes”, como a energia eólica e a energia solar.

Ele explica que, na maioria dos locais, a cem metros de altura do solo, a velocidade do vento é capaz de impulsionar os aerogeradores eólicos para transformar a força mecânica em eletricidade. “A meta futura é apostar e investir em novas tecnologias e projetos relacionados”, prevê.

Com relação à energia solar, os desafios são outros. Embora a oferta seja abundante em diversas regiões do Estado e do País, a eficiência energética obtida ainda é baixa, de apenas 14%. Nas 24 horas do dia, em apenas seis há intensidade de luz suficiente para sua geração.

Essa fonte renovável é aproveitada de duas maneiras distintas. A térmica, que tem baixo custo e costuma ser adotada em casas e condomínios. Consiste em um coletor instalado no telhado, posicionado de modo a receber, como se fosse uma estufa, a maior incidência possível dos raios solares. Em seu interior, uma serpentina encapsulada aquece a água que, armazenada em pequenos tanques, abastece chuveiros e torneiras, com vantagens econômicas e ambientais.

Painel fotovoltaico

No segundo uso da energia solar há geração elétrica propriamente dita, por meio de painel fotovoltaico. O sistema consiste de uma placa com diversas células feitas de uma liga metálica composta de silício e boro em sua superfície. Ao entrar em contato com as células fotovoltaicas, a radiação emitida pelo sol (fótons) produz um pulso elétrico a partir do atrito e interação entre elas. A soma desses pulsos gera eletricidade.

O físico comenta que os painéis fotovoltaicos ainda têm custo elevado, em comparação com o de outras fontes de energia. Sublinha, entretanto, o potencial de evolução científica dessa tecnologia para aumentar a eficiência energética e baratear o preço dos componentes. “Tal raciocínio também vale para os aerogeradores e a turbina usada na energia eólica, pois há uma corrida mundial por alternativas renováveis e não poluentes”, observa.

Futuro

Lançado em 2013, o Plano Paulista de Energia é uma aposta do Estado para chegar ao ano de 2020 com uma matriz energética baseada em 69% de energia obtida por meio de processos limpos. O planejamento prevê também meios de preservar o crescimento econômico e reduzir impactos ambientais nas áreas de transportes e processos industriais.

O Plano Paulista de Energia congrega grupos temáticos com mais de 70 entidades, incluindo setor privado e órgãos governamentais, como universidades, institutos de pesquisa, secretarias estaduais e empresas mistas. É uma continuidade de diversas ações estatais de caráter “verde” contidas em decretos estaduais publicados desde 2011. Assim como o Balanço Energético, seu conteúdo completo também está disponível no site da secretaria (ver serviço).

As estratégias do plano incluem iniciativas dos três níveis governamentais (municipal, estadual e federal). Pretendem diminuir o uso de combustíveis fósseis (petróleo, especialmente) e articular projetos em consonância com a Política Estadual de Mudanças Climáticas (PEMC) – Decreto nº 55.947, de 24-6-2010. A meta é reduzir 20% das emissões de gás carbônico no território paulista até o fim da segunda década do século 21.


Propostas do Plano Paulista de Energia 2020

  • Uso de combustíveis renováveis (etanol, biodiesel e eletricidade) nas frotas de ônibus da capital e regiões metropolitanas paulistas
  • Fortalecer e ampliar o uso de modais hidroviário, ferroviário e dutoviário
  • Ampliar estudos de planejamento da logística do transporte, de modo a evitar viagens sem carga
  • Favorecer o desenvolvimento do etanol de segunda geração
  • Simplificar licenciamentos ambientais
  • Ampliar a cogeração e climatização baseada em gás natural na indústria, comércio e serviços
  • Criar linhas públicas de crédito para projetos de eficiência energética
  • Estimular investimentos das concessionárias de ferrovias no Estado

Legislação para as energias limpas

  • Decreto nº 56.850, de 18-3-2011 – Reduz para 12% da carga tributária incidente na saída de biodiesel (B-100) resultante da industrialização de grãos, sebo bovino, sementes ou palma.
  • Decreto nº 56.873, de 23-3-2011 – Define benefícios relativos à aquisição de bens para a fabricação de células fotovoltaicas (módulos ou painéis), por meio da suspensão do imposto de importação de bens sem similar nacional.
  • Decreto nº 56.874, de 23-3-2011 – Estabelece o diferimento do ICMS destinado a fabricante de células fotovoltaicas e redução para 7% da carga tributária incidente sobre a produção resultante.
  • Decreto nº 57.042, de 6-6-2011 – Desonera aquisições de bens destinados à produção de energia elétrica a partir da biomassa e de resíduos de cana-de-açúcar.
  • Decreto nº 57.145, de 18-7-2011 – Estabelece o diferimento para matérias-primas utilizadas na fabricação de aerogeradores para fins de bombeamento de água, moagem de grãos e geração de energia eólica.
  • Decreto nº 57.142, de 18-7-2011 – Estabelece a suspensão do ICMS incidente na importação de mercadorias indicadas no Decreto nº 57.145/2011, quando a importação for efetuada diretamente pelo fabricante.
  • Decreto nº 58.977, de 18-3-2013 – Dá incentivo tributário para o transporte de etanol hidratado e etanol anidro na operacionalização de transporte dutoviário.
  • Decreto nº 59.039, de 3-4-2013 – Garante incentivo tributário do rotor para geradores de energia elétrica, utilizados na fabricação de aquecedores solares de água e no tratamento e disposição de resíduos não perigosos.
  • Decreto nº 60.001, de 20-12-2013 – Reduz a base de cálculo do imposto incidente no biogás e biometano para 12%.
  • Decreto nº 60.297, de 27-3-2014 – Suspende o imposto incidente na importação de bens sem similar nacional para a geração de energia elétrica ou térmica a partir de biomassa resultante de resíduos da cana-de-açúcar.
  • Decreto nº 60.298, de 27-3-2014 – Suspende o imposto incidente na importação de bens sem similar nacional e creditamento integral do mesmo, para geração de energia elétrica ou térmica a partir de gás (inclusive biogás ou biometano), fonte solar fotovoltaica e resíduos sólidos urbanos.
     

Serviço

Secretaria de Energia
Balanço Energético do Estado de São Paulo 2015
Plano Paulista de Energia 2020

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente nas páginas II e III do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 29/09/2015. (PDF)

Mais energia para mover o Estado

Com o Plano Paulista de Energia, Governo busca desenvolvimento econômico sustentável, ampliando a matriz energética renovável

O Governo estadual lançou o Plano Paulista de Energia (PPE). A iniciativa estabelece políticas públicas para o desenvolvimento sustentável, visando a aumentar a participação de fontes renováveis na matriz energética do Estado. O documento pode ser lido ou copiado do site da Secretaria Estadual da Energia (ver endereço em Serviço).

Atualmente, o uso de energia renovável corresponde a 12,5% no mundo; no Brasil, 45,5%; e no Estado de São Paulo chega a 55,1%. Com o PPE, o objetivo é saltar para 69% até 2020 – meta que está alinhada com a Política Estadual de Mudanças Climáticas (PEMC).

As propostas do PPE são organizadas nos eixos temáticos eletricidade, biocombustíveis, eficiência energética e gás natural. E levaram em conta as características de São Paulo em sua elaboração. O Estado, que responde por mais da metade da produção nacional da cana-de-açúcar, pretende expandir o aproveitamento da bioenergia gerada a partir do bagaço e da palha do insumo e ainda do biogás de vinhaça.

De acordo com o PPE, até o ano de 2020 São Paulo pode ampliar o potencial instalado de bioeletricidade de cana dos atuais 4,8 mil megawatts (MW) para 13 mil MW. Depende, porém, de investimentos de R$ 28 bilhões, provenientes da iniciativa privada. As apostas são o uso da geração eólica e da fotovoltaica para aumentar a matriz renovável no Estado.

O PPE também propõe criar a disciplina de Eficiência Energética e Uso Racional da Energia Elétrica na rede pública de ensino e estimular a construção civil eficiente, por meio da introdução de requisitos de eficiência nos códigos de obra. Sugere ainda o gás natural como alternativa para combustíveis poluentes hoje usados em processos industriais.

Estudos e levantamentos

As ações da Secretaria Estadual de Energia seguem as diretrizes do PPE. Para isso, a pasta produziu o Atlas Eólico do Estado de São Paulo e o estudo Levantamento do Potencial da Energia Solar Paulista, dentro do Programa Paulista de Biogás e do Programa Paulista de Biocombustíveis.

Coordenado pela pasta da Energia, o PPE recebeu orientações do Conselho Estadual de Política Energética (Cepe), e de mais 70 entidades, como universidades, secretarias de Estado, institutos de pesquisa e associações de classe.

Energia renovável hoje
Mundo 12,5%
Brasil 45,5%
São Paulo 55,1%

Serviço

Plano Paulista de Energia (PPE)

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página I do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 24/07/2013. (PDF)