Meio Ambiente: Biocombustível resolve problema de hidrelétricas

Biocombustível de macrófitas resolve problema de hidrelétricas

Uma iniciativa da pesquisa nacional deve ajudar a resolver um problema que afeta parte considerável das operações de usinas hidrelétricas no País, de longe a fonte de energia mais importante da matriz, responsável por 53,58% do total, com 103,2 GW de potência instalada.

Em vários rios e represas que servem de reservatórios para as usinas, o crescimento descontrolado das macrófitas aquáticas, plantas de metabolismo intenso, é causa frequente de obstrução do fluxo de entrada de água nas turbinas.

O entupimento, além de demandar campanhas de monitoramento das empresas de energia, aumenta o número de paradas para limpeza e manutenção, o que afeta o rendimento da geração hidrelétrica.

Concluído em janeiro, o trabalho de pesquisa, que levou quase quatro anos, tem como base aproveitar o potencial energético das macrófitas como biomassa para gerar um biocombustível substituto parcial do diesel.

Trata-se de desenvolvimento liderado pelo Instituto Senai de Inovação Biomassa (ISI Biomassa), de Três Lagoas-MS, em cooperação com a CTG Brasil, grupo chinês de energia e proprietário de 12 usinas hidrelétricas no País, além de duas pequenas centrais hidrelétricas e 11 parques eólicos.

O ISI Biomassa é uma das 72 unidades credenciadas da Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial, a Embrapii, rede do governo federal que envolve várias instituições de pesquisa científica e tecnológica, com uso de recursos não-reembolsáveis e compartilhamento de riscos entre os envolvidos na fase pré-competitiva da inovação.

Para desenvolver a solução em escala de testes, os pesquisadores utilizaram a tecnologia de pirólise rápida em leito fluidizado, processo termoquímico com temperatura de 400ºC a 1.100ºC, na ausência de oxigênio, que transforma os resíduos em biocarvão (biochar), bio-óleo e gás de síntese.

Segundo o pesquisador industrial do ISI Biomassa, Paulo Renato dos Santos, gestor da pesquisa, depois de um trabalho de seleção de várias espécies das macrófitas de dois reservatórios com hidrelétricas da CTG – a UHE Jupiá, entre São Paulo e Mato Grosso do Sul, e a UHE Ilha Solteira, no interior paulista – um pré-tratamento, principalmente para remover umidade, preparou as plantas aquáticas.

O primeiro pré-tratamento é a exposição ao sol das macrófitas por um período aproximado de 48 horas. Em seguida, elas passam por trituração para chegar a uma granulometria apropriada para entrar no leito fluidizado. Para finalizar, há mais uma secagem que prepara a biomassa para a pirólise.

Segundo Santos, porém, os maiores desafios da pesquisa foram encontrar maneiras de tornar o biocombustível mais próximo da composição química do diesel, com o aumento da chamada conversão de hidrocarbonetos.

“O bio-óleo de pirólise é uma molécula muito complexa, com muitos compostos aromáticos. O desafio foi abrir as cadeias químicas e torná-las parecidas com os hidrocarbonetos da faixa do diesel”, explica.

A outra etapa importante foi chegar a um nível de desoxigenação suficiente para permitir que o bio-óleo gerado não prejudicasse os equipamentos durante a combustão futura, em motores, provocando oxidação nos metais. Neste último caso, foi possível desoxigenar em até 80% o biocombustível final.

O bio-óleo passa por tratamento hidrocatalítico. Pesquisas determinaram o ponto de mistura ótima para funcionar como um biocombustível drop-in que pode ser misturado com o diesel fóssil. De acordo com Santos, o percentual de mistura oscila entre 5% e 10%.

“O objetivo da CTG é usar o bio-óleo em motores de geradores e outras máquinas, economizando diesel e, ao mesmo tempo, resolvendo o problema das macrófitas”, diz.

A CTG, para evitar entupimentos das turbinas, precisa instalar sistema de gradeamento para conter as plantas. Mas toda semana precisa fazer uma limpeza das grades, o que complica a operação.

“A ideia é utilizar economicamente esse volume de biomassa e talvez um pouco mais, dependendo de como vai ser ampliado o projeto, sempre lembrando que as macrófitas também têm papel importante no bioma e não podem ser totalmente removidas”, acrescenta.

A pesquisa, que envolveu investimento de R$ 4,6 milhões, rateado entre os participantes, já passou pela prova de conceito e pela validação em ensaios laboratoriais.

No momento, a discussão é saber como será feita a etapa de ampliação da escala, com o objetivo de partir para a aplicação real, com rendimento maior.

“Estamos discutindo com a CTG, que tem interesse de adotar a solução em suas hidrelétricas”, diz.

A ideia do projeto será o aproveitamento do bio-óleo, mas futuramente deverá ser estudado também o do biocarvão, que tem muitas aplicações, entre elas a de correção de solo. Por sua vez, quanto ao gás gerado não há intenção, pelo menos por enquanto, de aproveitá-lo.

No pirolisador piloto, há um dispositivo para fazer a queima completa dos gases, evitando a emissão para a atmosfera.

A solução desenvolvida já gerou um depósito de patente e foi apresentada em vários congressos. O ISI Biomassa, além dessa tecnologia, tem se empenhado em criar várias outras, aproveitando o grande potencial energético das biomassas, que no caso do Brasil têm alta disponibilidade, dada a grande produção agrícola.

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