CNPEM estuda alternativa com bagaço de cana

Usinas sucroenergéticas da Paraíba geram 102 MW de bioeletricidade a partir do bagaço de cana, abastecendo 300 mil residências. O setor projeta expansão de 25% até 2030 e contribui significativamente para economia e sustentabilidade estadual.

A tecnologia empregada mistura materiais orgânicos com nanotubos de carbono - estruturas minúsculas, milhares de vezes mais finas que um fio de cabelo — que funcionam como um “ímã químico”, atraindo e retendo os poluentes sem gerar resíduos tóxicos.

Além de rica em fibras alimentares, cálcio, potássio, vitamina C e antioxidantes, a casca da banana possui a capacidade de adsorver metais pesados

Processo de produção de hidrogênio verde por meio da gaseificação de biomassa (bagaço da cana-de-açúcar)

A ideia é que por utilizar um reator eletrolítico para quebrar as moléculas de água para gerar oxigênio e hidrogênio verde.

O fundamental para a utilização do etanol da cana é aumentar a eficiência do cultivo de cana e a produção do etanol para reduzir seu preço.

Pesquisadores do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) estudam a emissão de compostos clorados da palha da cana-de-açúcar durante a combustão, gaseificação e pirólise da palha de cana-de-açúcar. O objetivo é aproveitar o potencial da palha da cana para geração de energia similar ao do bagaço. Hoje em dia, o destino da palha da cana é o descarte no campo de colheita ou a queima. Apesar do conteúdo energético similar ao do bagaço, a palha da planta apresenta um teor de cloro entre 0,1% e 0,7% de sua composição, contra apenas 0,02% do bagaço. Esse teor elevado pode propiciar a formação do ácido clorídrico (HCl), por exemplo, e corroer as tubulações de vapor utilizadas durante a combustão. “Além disso, a combustão também pode gerar a emissão de poluentes atmosféricos como gases ácidos, dioxinas e furanos”, explica Ademar Hakuo Ushima, pesquisador do Laboratório de Engenharia Térmica do IPT. O IPT instalou dois equipamentos em escala laboratorial que avaliam o rendimento energético e também a emissão de poluentes gerada nos processos de pirólise, combustão e gaseificação em resíduos agrícolas. Através desses equipamentos e com a compreensão dos mecanismos de formação de produtos clorados no reaproveitamento da palha de cana-de-açúcar, os pesquisadores esperam encontrar soluções para os problemas de corrosão intensa observados nos reatores e nos sistemas de limpeza de gases que utilizam esse tipo de matéria-prima. “O objetivo é dar suporte técnico ao setor sucro-alcooleiro do estado e desenvolver novas tecnologias para o aproveitamento energético de resíduos”, finaliza o pesquisador.

"Carvões ativados de polímeros condutores de alta performance para diferentes aplicações" é a patente de invenção desenvolvida no Departamento de Engenharia Química (DEQ) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) pelos pesquisadores Rafael Linzmeyer Zornitta e Luís Augusto Martins Ruotolo. A tecnologia, depositada pela Agência de Inovação da Universidade no primeiro semestre deste ano, é fruto de uma pesquisa de doutorado que conta com o auxílio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). A patente se refere à utilização do carvão ativado para a remoção de sais e limpeza de poluentes orgânicos através da eletrossorção e adsorção, respectivamente - reduzindo a quantidade destes componentes na água e retendo-os em sua superfície. Isso acontece porque, com a variação dos agentes dopantes no precursor, é possível obter carvões ativados com valores elevados de área superficial, condutividade e volumes de poros. Com o invento, essas propriedades podem ser moduladas de acordo com a aplicação desejada. O Brasil já apresenta processos de adsorção para a remoção de moléculas orgânicas e sais para uso em tratamento de água e efluentes, além de armazenamento de energia. Entretanto, como a remoção acontece na superfície do material, é necessária uma elevada área superficial. O diferencial da tecnologia desenvolvida é a eficiência na remoção de íons e compostos orgânicos devido à sua área elevada, que demanda uma pequena quantidade de material, possibilitando sua aplicação em ações como tratamento de água, tratamento de efluentes industriais (para remoção de metais pesados e compostos orgânicos), para dessalinização de água (para obtenção de água potável) e até mesmo para aplicações em dispositivos como supercapacitores e baterias. A ideia da patente surgiu quando Luís Ruotolo trouxe dos Estados Unidos, em 2013, uma técnica denominada "deionização capacitiva", que corresponde à aplicação de carvões ativados para dessalinização da água, liderando o primeiro grupo nacional nesta área para a obtenção de água potável. Durante o doutorado de Rafael Zornitta, os pesquisadores investigaram diferentes propriedades que permitiram desenvolver um material barato, com elevada condutividade e alta eficiência energética e para a remoção de grande quantidade de íons. "Começamos a perceber que os materiais comerciais possuem baixas áreas superficiais e rendimento quando comparados com materiais mais caros. Ao testar as propriedades específicas do carvão ativado que desenvolvemos, nós conseguimos melhorar sua atividade eletroquímica", explica Zornitta. A patente, que ainda não está disponível no mercado, aguarda o interesse comercial de empresas que atuam na produção de adsorventes, supercapacitores, baterias, catalisadores e eletrodos para deionização capacitiva, ou para a utilização em produtos, como filtros de purificação de água e filtros para água salobra. Essa e outras tecnologias da UFSCar estão disponíveis na Vitrine de Tecnologias da Agência de Inovação da Universidade, em www.inovacao.ufscar.br . Os interessados em obter mais informações podem entrar em contato pelo e-mail [email protected] ou pelo telefone: (16) 3351 9040.

Uma pesquisa iniciada pela Embrapa Agrossilvipastoril (MT), em 2012, está testando o uso de biocarvão, ou biochar, feito de pó de serra, restos vegetais, cama de frango e lixo urbano, como condicionador de solo. A expectativa é comprovar a eficácia do biochar em cultivos tanto em viveiros de mudas quanto no campo. Os condicionadores de solo são substâncias que, agregadas ao solo, contribuem para melhoria das características químicas, físicas e biológicas, além de aumentar a capacidade de suporte de plantas. “Carvão é um carbono que não é perdido facilmente. Uma palhada, se você não continuar repondo-a, vai embora em dez anos. Já o biochar permanece por muito mais tempo”, ressalta a pesquisadora da Embrapa Fabiana Rezende. O biocarvão pode ser obtido a partir de diferentes matérias-primas, entre elas resíduos de agroindústrias, de restaurantes e até mesmo lama proveniente do tratamento de esgoto, de modo a se dar um novo uso a um passivo ambiental. A pesquisa da Embrapa tem como foco o uso de pó de serra na produção do biocarvão, já que o produto é abundante em Mato Grosso como resíduo da indústria madeireira. O pó de serra representa um passivo ambiental importante para a região. Com a transformação em biocarvão, esse material retorna ao sistema produtivo como um insumo. Na primeira fase da pesquisa o biocarvão produzido de pó de serra foi utilizado em diferentes quantidades na produção em viveiro de mudas de pau-de-balsa, eucalipto, teca e também maracujá. As avaliações de desenvolvimento da planta, qualidade da muda e quantidade de matéria seca mostraram que as mudas cultivadas com biocarvão ativado junto com substrato comercial tiveram melhor desempenho do que aquelas cultivadas somente em substrato comercial. Isso significa mudas maiores, com maior capacidade de sobreviver ao plantio em campo e com melhores condições de crescimento inicial. O biocarvão aditivado mostrou-se também uma boa alternativa econômica e viável para produção de mudas na proporção de um quarto (¼), ou seja, uma parte de biocarvão para três partes de substrato comercial. Após finalizada a avaliação em viveiro, as mudas de duas espécies, eucalipto e teca, foram levadas a campo, onde se iniciou a segunda e mais longa fase da pesquisa. Nessa etapa, o estudo compara plantas que não receberam biocarvão com outras que receberam diferentes dosagens de carvão ativado e não ativado aplicadas no sulco de plantio. Segundo a pesquisadora Fabiana Resende, ainda é cedo para se chegar a conclusões sobre a melhor estratégia de uso do biocarvão. “Usamos uma dose grande de carvão não ativado, por volta de 30 toneladas por hectare. Já o ativado nós colocamos por volta de oito toneladas, pois sabemos que ele já é reativo. Mas o biochar sem ativação vai naturalmente se ativar com o tempo. Queremos saber se vale a pena usar o ativado, pois ele sai mais caro. Hoje o ativado é melhor para o crescimento das plantas, mas com o tempo talvez isso mude”.

A Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio) aprovou a liberação comercial de cana-de-açúcar geneticamente modificada. Com a decisão, o Brasil é o primeiro país a produzir esse tipo de cana. "Desde os tempos coloniais, a cana-de-açúcar tem um papel importante para a economia brasileira. O fato é que o Brasil desenvolveu e vai ser o primeiro país do mundo a aplicar a biotecnologia em cana. Com isso, a produtividade e a qualidade do produto devem aumentar", avaliou um dos relatores do pedido, o professor Jesus Aparecido Ferro, do Departamento de Tecnologias da Universidade Estadual Paulista (Unesp). O pedido de liberação foi feito pelo Centro de Tecnologia Canavieira (CTC), que desenvolveu uma variedade da planta resistente à broca do colmo, praga comum nos canaviais do centro-sul do País. Segundo o presidente da CTNBio, Edivaldo Velini, a comissão elaborou relatórios acerca de 74 pleitos de Liberação Planejada no Meio Ambiente (LPMA) de cana-de-açúcar transgênica. "A liberação da cana é certamente, uma tecnologia que será importante para o futuro do Brasil", afirmou. Segundo dados da União da Indústria de Cana-de-Açúcar (Unica), as 360 usinas sucroalcooleiras do Brasil movimentam R$ 100 bilhões de valor bruto por toda a cadeia anualmente. O setor gera cerca de 1 milhão de empregos formais diretos e mobilizam 70 mil produtores independentes.

Segundo resultado do 1º Inventário de Emissões Antrópicas de Gases de Efeitos Estufa Diretos e Indiretos do Estado de São Paulo, realizado por pesquisadores da Embrapa Meio Ambiente, entre 1990 e 2015 as emissões de gases de efeito estufa (GEE) geradas pela colheita da cana-de-açúcar caíram 44% no Estado de São Paulo. Os pesquisadores utilizaram a mais recente metodologia publicada pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). O estudo traz dados estimados para municípios paulistas e o Estado de São Paulo. O método mais recente do IPCC, de 2006, apresenta diferentes fatores de emissão de gases de efeito estufa para a queima de resíduos agrícolas em relação ao método anterior, de 1996. Com exceção do metano (CH4), cujo fator de emissão foi pouquíssimo alterado, os fatores de emissão de dióxido de carbono (CO2), óxido nitroso (N2O) e óxidos de nitrogênio (NOX) foram estimados em metade do valor apresentado pelo método de 1996. Nesse último método de 2006, explica o pesquisador Alfredo Luiz, as emissões não são medidas, e sim estimadas por meio de fórmulas. Nas fórmulas, cada país fornece seus dados de área e de manejo e utiliza parâmetros preconizados pelo método do IPCC. “Ao longo do tempo, com a adoção da colheita sem queima, houve uma redução nas emissões, independentemente do método utilizado para o cálculo. Os autores explicam que as emissões totais estimadas referentes a 2015 correspondem a uma redução de 44,3% em relação a 1990”. Segundo a análise da pesquisadora da Embrapa Magda Lima, autora do trabalho, a queda mostra o papel da legislação estadual e sua implementação sobre o controle da queimada. “Além disso, o trabalho mostra que as estimativas de emissão de metano em 1990 resultaram em valores 4% inferiores aos obtidos no relatório de referência sobre o setor de agricultura do 1º Inventário, publicado em 2015, o qual se baseou na aplicação do método do IPCC de 1996 para o período de 1990 a 2008. No mesmo ano, as estimativas de emissão de óxido nitroso e de nitrogênio foram 50% inferiores às estimadas pelo método do IPCC de 1996, enquanto as emissões de monóxido de carbono foram 55% superiores,” relata a cientista. São Paulo produziu mais de 423 milhões de toneladas de cana-de-açúcar em 2015, o que representa 54,8% da produção nacional e área colhida de cinco milhões de hectares, 56,6% do País. Em 2006, 469 municípios paulistas colheram cana-de-açúcar, enquanto em 2015 foram 508, do total de 645.

Um estudo da Faculdade de Tecnologia do Estado (Fatec), em parceria com a Universidade Estadual Paulista (Unesp), ambas de Jaboticabal, mostrou alternativa sustentável e inovadora para a vinhaça. A pesquisa, ainda em andamento, revela a viabilidade de reaproveitar, através 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.