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USP Ribeirão Preto destaca o potencial da vinhaça na cogeração

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Resíduo das usinas sucroalcooleiras pode ser usado para gerar eletricidade em projetos sustentáveis; crédito para investimento pode ser obtido na linha exclusiva do BNDES

Apresentar um modelo econômico, rentável e sustentável para as usinas sucroalcooleiras, de modo a incentivá-las a produzir eletricidade a partir de vinhaça, um resíduo poluente da produção do açúcar e do etanol, em vez de descarte do subproduto no meio ambiente. Esse é o tema da tese de mestrado do administrador de empresas Geraldo José Ferraresi, defendida no dia 11 de julho, no Departamento de Administração da Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade da Universidade de São Paulo (FEA-RP/USP), câmpus de Ribeirão Preto.

Financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), o estudo acadêmico de Ferraresi foi orientado pela professora Sonia Valle Walter Borges de Oliveira. Iniciado no começo de 2015, o projeto teve como premissa averiguar por que a vinhaça não é reaproveitada, considerando o fato de a transformação do insumo vegetal em eletricidade ser um processo industrial conhecido pelas usinas. Essa técnica consiste em lançar o resíduo in natura para ter sua carga orgânica processada em reatores anaeróbios (biodigestores) para gerar biogás; esse biocombustível, por sua vez, é queimado e fornece energia elétrica.

Nos processos industriais das usinas, a produção de cada litro de álcool gera em média de 10 litros a 15 litros de vinhaça, também conhecida como vinhoto ou garapão. De acordo com a União da Indústria de Cana-de-Açúcar (Unica), a produção brasileira de etanol na safra 2015/2016 foi de 30,2 milhões de metros cúbicos. “Se todo o subproduto vinhaça fosse utilizado para gerar eletricidade, seria possível, por exemplo, atender à necessidade energética de uma cidade com 6,3 milhões de habitantes, como, por exemplo, o Rio de Janeiro”, destaca Ferraresi.

Revisão tributária

“No Brasil, há grande potencial para a cogeração com vinhaça, a principal barreira identificada em meu estudo são os juros altos e os impostos”, informa. Segundo ele, a tributação elevada sobre a cadeia produtiva da energia renovável é o principal entrave à falta de investimentos. “As alíquotas cobradas sobre as fontes não renováveis, como o diesel e o gás natural, são as mesmas incidentes sobre a biomassa e as energias solar e eólica”, diagnosticou Ferraresi.

No estudo desenvolvido na FEA-RP/USP para as usinas, a geração de energia se daria por meio de um biodigestor de circulação interna e de um motogerador de combustão interna de 38% de rendimento, “modelo baseado na literatura científica disponível que mostrou viável.” Segundo Ferraresi, a taxa de atratividade do projeto de investimento, que é a nota de corte utilizada para verificar o risco, é de 15%, com um prazo de 20 anos para a execução do projeto.

Negócios associados

“Sem isenção fiscal, é preciso incluir no projeto de cogeração a venda de créditos de carbono e de fertilizantes para este ser rentável. Caso contrário, também é necessário considerar políticas governamentais e isenções fiscais para assegurar a viabilidade, explica Ferraresi.” Eventuais interessados em saber mais a respeito do modelo desenvolvido em Ribeirão Preto devem entrar em contato com a FEA-RP/USP (ver serviço).

Como exemplo de aplicação do modelo, Ferraresi cita uma usina com capacidade produtiva diária de 1,5 mil metros cúbicos de etanol, cujo subproduto são 15 mil metros cúbicos diários de vinhaça. Para montar um sistema com biodigestores e um motogerador com rendimento de 28 megawatt-hora/ano, ele calcula que seria preciso um investimento de R$ 38 milhões.

“Essa planta industrial de cogeração seria capaz de suprir a necessidade energética de 62 mil pessoas”, explica Ferraresi. Ele informa que o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) dispõe de uma modalidade exclusiva de crédito para esse tipo de financiamento, chamada Linha BNDES Finem Geração de Energia (ver serviço). “É um dinheiro subsidiado, com condições mais atrativas em comparação às oferecidas pelo bancos”, explica.

Serviço

FEA-RP/USP
Telefone (16) 3961-1259
E-mail geraldoferraresi@usp.br

Linha BNDES Finem Geração de Energia

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página III do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 14/09/2017. (PDF)

IPT indica novos caminhos para os resíduos sólidos urbanos

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Projeto-piloto em Bertioga avalia opções para a prefeitura tratar e reciclar o lixo doméstico e prover sua destinação ambiental correta

Convênio firmado em dezembro entre o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), vinculado à Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência, Tecnologia e Inovação do Estado, e a prefeitura de Bertioga, cria alternativas para se desenvolver, em âmbito municipal, uma plataforma tecnológica inédita no tratamento de resíduos sólidos urbanos (RSU).

Chamados genericamente de lixo, os resíduos sólidos representam um conjunto de materiais orgânicos e embalagens provenientes de residências, como, por exemplo, papel higiênico, restos de comida e dejetos. A lista inclui também galhos e folhas de árvores recolhidos após a varrição e limpeza das ruas; sobras dos chamados grandes geradores (supermercados, feiras e sacolões), cujo descarte principal são alimentos fora do prazo de validade; e, por fim, rejeitos, como fraldas e absorventes, que têm como destino o aterro sanitário.

Multidisciplinar e pioneira no País, a iniciativa da secretaria, por meio do IPT em Bertioga, segue as diretrizes da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) – Lei federal nº 12.305/2010, cujo objetivo é regulamentar e padronizar procedimentos de descartes de resíduo industrial, doméstico, da área de saúde, eletroeletrônico, etc. O objetivo é melhorar a saúde e a qualidade de vida da população, fortalecendo ações de saneamento básico e de educação ambiental e, ainda, diminuir custos com a disposição final dos resíduos.

Tecnologias

A PNRS é um dos alicerces do Plano Nacional de Saneamento Básico (Lei nº 11.445/2007) e suas proposições incluem, entre outras ações governamentais, a adoção e execução nos Estados e municípios brasileiros de serviços, como abastecimento de água, tratamento de esgoto, limpeza urbana e drenagem de águas das chuvas.

Em Bertioga, o projeto do IPT irá identificar e indicar as tecnologias mais baratas e eficazes para tratar os resíduos. O trabalho considera questões locais, técnicas, econômicas e ambientais e, quando for concluído, apresentará relatório para a prefeitura com as opções de metodologias integradas para reciclagem, pré-tratamento, biodigestão (com micro-organismos) e tratamento térmico dos resíduos sólidos urbanos.

Coordenado pela pesquisadora doutora Cláudia Echevenguá Teixeira, do Laboratório de Resíduos e Áreas Contaminadas do IPT (ver serviço), o trabalho integra 50 profissionais em atividades de campo, ensaios e análises técnicas. A equipe é formada por pesquisadores, técnicos, bolsistas, colaboradores e pessoal de apoio e administrativo de seis laboratórios do instituto: Análises Químicas; Biotecnologia Industrial; Combustíveis e Lubrificantes; Engenharia Térmica; Processos Metalúrgicos e Recursos Hídricos; e Avaliação Geoambiental.

Composição

O estudo irá pesquisar meios para ampliar a coleta seletiva e a reciclagem (de vidro, papelão, ferro, papel, alumínio e plásticos), avaliar estratégias para diminuir a massa e o volume do material coletado e identificar opções de destinação ambiental correta para diferentes tipos de resíduos.

“Em média, cada cidadão gera diariamente cerca de um quilo de lixo – matéria-prima complexa e heterogênea, cuja composição varia muito em função dos hábitos de consumo da população e das estações do ano”, explica Cláudia.

Na Baixada Santista, cerca de 50% do lixo coletado é orgânico. Essa característica, informa a pesquisadora, abre a possibilidade de geração de biogás a partir da decomposição anaeróbia do material. Rico em metano, esse biocombustível gasoso pode ser queimado para obtenção de calor ou de eletricidade no ambiente doméstico, automotivo ou industrial.

Bertioga, cidade de 55 mil habitantes, foi a selecionada para abrigar o projeto por ter sistema de coleta seletiva e infraestrutura favoráveis à pesquisa, como o Centro de Gerenciamento e Beneficiamento de Resíduos da prefeitura, inaugurado em maio do ano passado. Atualmente, o município gera 2,1 mil toneladas de resíduos sólidos mensais. No entanto, na alta temporada (de dezembro a fevereiro), este volume aumenta até oito vezes por causa da população flutuante.

Processamento

Como a maioria das cidades da Baixada, Bertioga é impactada pelo lixo urbano e tem no turismo uma atividade econômica fundamental. Assim como os municípios vizinhos, Bertioga também abriga trechos de mata atlântica em diversos parques estaduais – todos gerenciados pela Fundação Florestal, ligada à Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo.

Localizado fora do perímetro urbano, no quilômetro 227 da Rodovia Manoel Hipólito do Rego (SP-55 – Rodovia Rio-Santos), o Centro de Gerenciamento e Beneficiamento de Resíduos tem por função o transbordo (recepção, separação e compactação) dos resíduos, que não permanecem mais que 24 horas no local.

Para avaliar todos os processos relacionados ao projeto, o IPT montou duas bases de operações em Bertioga: uma na Secretaria Municipal do Meio Ambiente, na região central da cidade, e outra no posto municipal de Gerenciamento e Beneficiamento de Resíduos. Na primeira, o instituto atua em conjunto com os representantes da prefeitura; e, na segunda, os pesquisadores acompanham e monitoram todas as atividades e etapas do processamento do lixo.

A operação no Centro de Gerenciamento começa com a pesagem dos caminhões vindos de todos os bairros da cidade. Na sequência, o lixo é descarregado e compactado para reduzir seu volume. No local, 21 trabalhadores da Cooperativa de Triagem de Sucata União de Bertioga, conveniada com a prefeitura, separam itens da coleta seletiva de recicláveis para revender.

Por ser considerado insalubre pela Norma Regulamentadora nº 15 do Ministério do Trabalho e Previdência Social, o lixo convencional, sem separação de materiais, não pode ser manipulado e segue para o aterro sanitário Sítio das Neves, em Santos. Esse local tem capacidade de armazenamento prevista para se esgotar nos próximos anos – e assim amplia a relevância do projeto-piloto em Bertioga.

As três fases do projeto multidisciplinar e pioneiro

O projeto-piloto do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), para tratamento de resíduos sólidos urbanos (RSU) no município de Bertioga, está dividido em três etapas e teve como um dos pontos de partida uma chamada pública realizada pelo IPT em novembro.

Direcionada a empresas especializadas em tratamento de resíduos sólidos, a convocação atraiu representantes de 30 organizações – a maioria brasileiras. Permitiu aos pesquisadores do instituto conhecer as soluções mais atuais para tratar o lixo doméstico em diferentes escalas e proporções, incluindo maquinários e processos.

A fase inicial, de três meses, foi finalizada em março. Compreendeu a criação de um projeto de planta para avaliar e mapear opções de rotas tecnológicas disponíveis, saber mais sobre a população local e, ainda, definir escala de instalação, layout das unidades e determinar prazos e custos das plantas industriais para destinação dos resíduos.

Plataforma

Iniciada em abril, a segunda fase tem duração prevista de 15 meses. Abrange a montagem e o desenvolvimento da planta, elaboração de memorial descritivo e contratação de fornecedores de máquinas e equipamentos. Além das instalações, será criado protocolo de coleta de amostras de resíduos, tendo a população como fonte de informação em diversas atividades e, ainda, dará início às operações das unidades de tratamento de resíduos e aos testes de monitoramento.

A etapa final terá seis meses de duração e vai pôr em prática a plataforma tecnológica desenvolvida pelo IPT, com operação, monitoramento e avaliação das atividades da planta industrial instalada em Bertioga.

A pesquisadora doutora Cláudia Echevenguá Teixeira, do IPT, ressalta que, além do apelo ambiental, tratar os resíduos ajuda a prevenir doenças na população e diminui a proliferação de diversos insetos e animais atraídos pelo lixo. Segundo ela, no encerramento do projeto, de 24 meses de duração, no final de 2017, a prefeitura da cidade de Bertioga poderá decidir, amparada em critérios técnicos e laboratoriais, quais decisões quer tomar em relação aos resíduos urbanos.

“Na maioria dos municípios brasileiros, o tema lixo é complexo, exige custos variados e abrange questões regionais, além de diversos aspectos inter-relacionados. Assim, a estratégia adotada pelo IPT foi propor uma abordagem integrada e multidisciplinar para este desafio”, explica a pesquisadora.

Passo a passo

O projeto tem investimento de R$ 9,5 milhões da Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência, Tecnologia e Inovação do Estado e prevê a capacitação de técnicos municipais em tratamento de resíduos, além de apoiar a instalação e o monitoramento dos sistemas. Em contrapartida, a prefeitura de Bertioga oferece apoio logístico e operacional e faz a intermediação entre a população e os pesquisadores do IPT.

Atualmente, a pesquisa em Bertioga é focada em área da região central do município, onde vivem 2,5 mil pessoas (5% da população). O passo seguinte será adaptar e replicar a tecnologia desenvolvida nos outros bairros da cidade para, futuramente, estendê-la a outros municípios da Baixada Santista e demais regiões do Estado e do País.

Responsável pelos trabalhos de campo no Centro de Gerenciamento e Beneficiamento de Resíduos, a pesquisadora do Laboratório de Resíduos e Áreas Contaminadas, Fernanda Manéo, atua com três colegas do IPT no local: o gestor ambiental autônomo Daniel Leite e os técnicos Reginaldo Cruz e Jozias da Cruz.

Fernanda explica que a coleta de amostras de resíduos sólidos em Bertioga é baseada na Norma Brasileira ABNT NBR 10007:2004, de referência sobre o tema. O trabalho começa com a separação de uma parte do material despejado pelos caminhões de lixo para as pesquisas, sendo averiguadas apenas as amostras de material proveniente da região central, objeto inicial do estudo.

Balizas

A coleta considera aspectos como o horário do descarte feito pela população, a data e a estação do ano, entre outras variáveis. O objetivo, informam Fernanda e Daniel, é obter amostras representativas da composição média dos materiais jogados no lixo, para se definir as tendências e padrões gerais do descarte.

Uma das estratégias adotadas é misturar, novamente, em um tambor plástico de 200 litros o material coletado, para, depois, na etapa seguinte, abrir os sacos de lixo selecionados em uma lona, estendida no chão e separar, analisar, classificar e pesar o material. As informações apuradas balizarão as próximas fases do projeto.

O engenheiro Fernando Poyatos e o tecnólogo ambiental Adriano Baião, ambos da Secretaria do Meio Ambiente de Bertioga, destacam a possibilidade de elaborar, a partir do trabalho do IPT, um plano tangível e racional para os resíduos sólidos. “Além de prover destinação ambiental correta para o lixo doméstico, há também a possibilidade de geração de energia a partir dele”, analisam.

Os dois observam que a experiência está sendo um grande aprendizado para todos: munícipes, poder público e trabalhadores que atuam na reciclagem. Para o futuro, a meta é instalar uma incubadora de empresas especializadas em prestar serviços na área ambiental. “Já temos um espaço reservado para essa finalidade no Centro de Gerenciamento e Beneficiamento de Resíduos”, revelam.

Reciclagem

Clóvis dos Santos, presidente da Cooperativa de Triagem de Sucata União de Bertioga, fundada em 2010, é um dos mais entusiasmados com a parceria IPT/prefeitura. Segundo ele, em três meses o projeto ajudou a orientar o grupo em diversas questões e aumentou a conscientização dos munícipes sobre a necessidade de separar resíduos orgânicos dos recicláveis antes do descarte.

“Em março, mesmo com o fim da alta temporada no litoral, dobramos o volume diário de itens recicláveis vendidos em comparação com janeiro”, revelou. Outra notícia favorável foi a renovação, em fevereiro, do convênio da cooperativa com o município até 2021. Esse acordo paga aos trabalhadores pelo serviço de reciclagem dos materiais e os premia com valores adicionais quando atingem metas – estratégia para ampliar a reciclagem, a renda e o emprego deles, que têm como base a revenda do material reciclável.

O aumento na renda permitiu ao grupo deslocar Renilza da Silva da esteira de separação de materiais para a cozinha dos trabalhadores no Centro de Gerenciamento. “Gostaram do meu tempero, não me deixaram voltar mais”, conta a recicladora, orgulhosa com a nova função.

Serviço

Laboratório de Resíduos e Áreas Contaminadas do IPT
E-mail rsuenergia@ipt.br
Telefone (11) 3767-4251

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 12/04/2016. (PDF)

Tecnologia permite produzir biogás a partir de vinhaça

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Renovável e sustentável, tecnologia desenvolvida por meio de parceria da Fatec e Unesp de Jaboticabal aproveita o resíduo orgânico para gerar combustível de uso doméstico, automotivo e industrial

Estudo da Faculdade de Tecnologia do Estado (Fatec) com a Universidade Estadual Paulista (Unesp), ambas de Jaboticabal, apresenta solução sustentável e inovadora para a vinhaça. Em andamento, a pesquisa revelou a viabilidade de reaproveitar, por meio de reatores anaeróbios, o resíduo orgânico da produção de açúcar e etanol. O resultado do trabalho é o biogás, combustível cuja queima fornece energia térmica (calor) ou eletricidade.

De acordo com a União da Indústria de Cana-de-Açúcar (Unica), em 2014 foram gerados no Brasil cerca de 280 bilhões de litros de vinhaça. Atualmente, a produção de um litro de álcool gera de 10 litros a 15 litros do resíduo – o total depende da tecnologia empregada em cada usina sucroalcooleira. Assim, há no País grande potencial para a produção de biogás, podendo o biocombustível ser direcionado para uso doméstico, automotivo ou industrial.

Tendo como base tecnologias de alto rendimento para produção de biogás (reatores anaeróbios de alta taxa), o estudo prossegue no Laboratório de Saneamento Ambiental da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (FCAV) da Unesp. É coordenado pelo engenheiro agrônomo Roberto Alves de Oliveira, também professor do Departamento de Engenharia Rural; e tem autoria compartilhada com a engenheira química Rose Maria Duda, docente do curso de Biocombustíveis da Fatec.

Biogás e adubo

Orientada por Oliveira nos cursos de mestrado, doutorado e pós-doutoramento na Unesp, Rose informa que a pesquisa com a vinhaça começou em 2011. Na época, ela concluiu sua formação acadêmica e foi aprovada no processo seletivo da Fatec Jaboticabal, escola vinculada ao Centro Paula Souza.

A professora conta que o estudo com o biogás dá continuidade a diversas linhas de pesquisas iniciadas na década de 1990, em Jaboticabal, direcionadas ao reaproveitamento de subprodutos da indústria canavieira. Participam diversos pesquisadores, além de quatro estudantes do curso de Biocombustíveis da Faculdade de Tecnologia e mais três alunos de pós-graduação da Unesp, um de mestrado e dois de doutorado.

A pesquisadora da Fatec aponta também como fator favorável à tecnologia desenvolvida, o fato de se evitar o descarte incorreto no solo e nas águas da vinhaça, insumo vegetal também conhecido como vinhoto ou garapão. Escura e com forte odor, essa matéria-prima é rica em potássio – nutriente importante para o desenvolvimento vegetal. “Depois da geração do biogás, é possível aproveitar o restante da vinhaça como fertilizante na plantação de cana-de-açúcar”, explica Rose.

Seguindo a mesma linha de raciocínio, Antônio Sérgio de Souza, aluno do curso de Biocombustíveis da Fatec, sublinha a relevância do trabalho, por apresentar nova opção de energia renovável e sustentável. “Sem contar que essa tecnologia abre nova janela científica e profissional para mim e muitos outros pesquisadores”, observa o estudante.

Parceiros

O professor Oliveira informa que, desde o ano 2000, o grupo de pesquisa de Jaboticabal recebeu apoio como bolsas de estudo e investimento de R$ 1 milhão. Os recursos foram repassados pela Unesp, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Atualmente, o biogás gerado possui 75% de gás metano, seu principal combustível. O restante da composição é formado por dióxido de carbono e outros gases em pequenas quantidades. A técnica desenvolvida rendeu à Fatec Jaboticabal o primeiro lugar na categoria Ciências Biológicas e Agrárias, na 9ª edição da Feira Tecnológica do Centro Paula Souza (Feteps), realizada em 2015.

Próximos passos

A pesquisa prossegue agora com os cientistas tentando aumentar a quantidade de biogás produzido e a sua concentração de metano. “Procuramos parceiros públicos e privados para a pesquisa evoluir. Se possível, pretendemos patentear e transferir a tecnologia desenvolvida,” ressalta Oliveira.

Outra ação complementar, explica o professor, é convidar pesquisadores, de todos os Estados do Brasil e estrangeiros, para participar da seleção nos cursos de pós-graduação e pós-doutoramento ligados à Unesp de Jaboticabal, em especial o de Microbiologia Agropecuária, berço da pesquisa com o biogás.

Além da vinhaça, o grupo de 23 pesquisadores dedica-se também a atividades agropecuárias afins – microbiologia agrícola, ambiental, zootécnica e veterinária. A seleção para a pós-graduação em Jaboticabal é realizada duas vezes por ano: em março e agosto. Atualmente, seguem abertas as inscrições até o dia 31 para a formação em Microbiologia Agropecuária no site da FCAV (ver serviço), que informa também sobre o programa do curso.

Serviço

Fatec Jaboticabal

Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (FCAV – Unesp)
E-mail oliveira@fcav.unesp.br
Telefone (16) 3209-8099

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página I do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 19/03/2016. (PDF)