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Cientistas do Núcleo de Pesquisa e Desenvolvimento em Energia Autossustentável (NPDEAS) da Universidade Federal do Paraná criaram um método para transformar resíduos sólidos urbanos não recicláveis em energia elétrica. Durante o processo, o lixo é transformado em calor, cinza, água e gases, especialmente o gás carbônico. As emissões gasosas também são tratadas pelo sistema, gerando biomassa de microalgas, que podem usadas para produzir biodiesel.
O processo é capaz de transformar 100 quilos de lixo, inclusive hospitalar, em cinco quilos de cinzas, que podem ser usadas como agregado de concreto ou mistura para asfalto. “Diminui-se muito o impacto da destinação final do lixo, temos ganhos logísticos no transporte com menos desperdício de energia no transporte do material e aumenta-se o tempo de vida útil dos aterros sanitários”, ressalta o professor André Bellin Mariano, da Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais e do NPDEAS.
Como funciona
No primeiro passo do sistema, o resíduo sólido urbano é queimado. “Os resíduos são incinerados à altíssimas temperaturas e são transformados em calor, cinzas, água e gases, predominantemente gás carbônico”, explica. O calor da queima é transferido para a água. O vapor gerado é usado em uma usina termoelétrica “movimentando pás projetadas para essa condição e gerando movimento em um rotor. Esse movimento é convertido em eletricidade pelo gerador”, informa o professor.
As emissões geradas na queima vão para um Fotobiorreator Tubular Compacto. O equipamento, desenvolvido e patenteado pelo NPDEAS, captura os gases, o que diminui a poluição ambiental e viabiliza o uso dos incineradores em cidades. Os fotobiorreatores usam microalgas, para absorver o gás carbônico e converter em açúcares. Segundo o professor André, a biomassa de microalgas produzida é utilizada para produção de rações, indutores de crescimento vegetal e matéria prima para a produção de biocombustíveis como biodiesel e diesel verde.
Os fotobiorreatores são acoplados a um biodigestor. O equipamento trata efluentes da agroindústria produzindo biogás e fertilizante. “No nosso caso, esse resíduo biodigerido é usado como fonte de nutrientes para as microalgas. Ao final, após as algas absorverem as emissões e os nutrientes presentes no meio de cultivo, é possível separar a biomassa de aplicação industrial e recuperando uma água de qualidade padrão CONAMA Classe III”, diz o professor. Esta é uma água considerada limpa, que pode ser usada na agricultura, por exemplo.
O sistema desenvolvido pelo NPDEAS já é capaz de tratar todos os resíduos produzidos pela universidade. O método está em fase final de transferência de tecnologia para uma empresa que vai aumentar a escala, atendendo até cidades inteiras. “Nós desenvolvemos o sistema em uma escala de engenharia, ou seja, as dimensões de experimentação que utilizamos são compatíveis com as necessidades da indústria nessa escala. O sistema é compatível com a aplicação em maior escala, sendo necessário o acoplamento de módulos conforme a demanda”, explica.
Microalgas
As microalgas são organismos unicelulares de rápido crescimento presentes em rios, lagos, mares, mangues, no solo etc. Elas são capazes de produzir oxigênio e, por isso, são usadas para tratar efluentes e emissões, resultado em biomateriais, suplementos alimentares e biocombustíveis.
Microalgas podem ser usadas para produzir ração, pigmentos, biodrogênio etc. Foto: Marcos Solivan/Sucom/UFPR.
O NPDEAS estuda o uso das microalgas desde 2008. “Temos trabalho de produção de pigmentos, ração para peixes, ração para pets, biohidrogênio, modelagem matemática, tratamento de efluentes, purificação de biogás, tratamento de emissões, produção de biodiesel e diesel verde, síntese biotecnológica de biodiesel, entre outras temáticas envolvendo microalgas”, enumera o professor André. UFPR
