PPGAD

Odorico Konrad

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

O biogás é uma alternativa energética renovável, composto majoritariamente por metano (CH₄) e dióxido de carbono (CO₂) que, após o processo de purificação, gera o biometano, substituto do gás natural. A purificação envolve a remoção de contaminantes como H₂S, que pode corroer equipamentos, e o CO₂, que reduz a eficiência energética. Métodos biológicos, como biofiltros e microalgas, são alternativas sustentáveis para esse processo. A proposta do estudo é parte complementar do projeto de pesquisa financiado pelo CNPq (Processo: 6405689/2022-5 - Chamada CNPq/MCTI/FNDCT No 18/2022 – Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação em Apoio ao Programa Combustível do Futuro e à Iniciativa Brasileira do Hidrogênio (IBH2 MCTI)), e busca desenvolver um sistema integrado de dessulfurização e purificação de biogás utilizando biofiltros com materiais biodegradáveis e microalgas, que simultaneamente removem CO₂ e H₂S, aumentando a concentração de CH₄. Para isso, serão avaliadas as condições ideais para o crescimento de microalgas com digestato, a eficiência de diferentes meios suporte nos biofiltros e a performance do sistema integrado em escala piloto. O objetivo final é criar uma solução sustentável e eficiente para a purificação do biogás, contribuindo para a transição energética e a valorização de recursos renováveis.  

Odorico Konrad

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

Nos últimos anos, a crise ambiental e a necessidade de aproximar-se do desenvolvimento sustentável têm impulsionado a busca por tecnologias que promovam menos impactos ambientais e maior sustentabilidade. Em relação à esfera energética, os combustíveis fósseis estão sendo substituídos por fontes alternativas, devido às emissões de gases de efeito estufa e a sua limitação de finitude. Neste contexto, a digestão anaeróbia se destaca com uma importante alternativa para a destinação adequada de resíduos bem como fonte de energia renovável e limpa. Um dos principais produtos da digestão anaeróbia, o biogás, é formado basicamente por CH4, CO2, e traços de outros gases como vapor d’água e H2S, e pode ser utilizado para geração de eletricidade, aquecimento ou transporte. Entretanto, antes de sua utilização, é fundamental que o biogás passe por um sistema de purificação, i.e., processos que aumentem a concentração de CH4 e reduzam as concentrações de H2S, CO2 e O2, potencializando o poder calorífico e diminuindo problemas de corrosão e riscos de acidentes. Apesar da variedade de técnicas disponíveis para a purificação de biogás, os métodos biológicos vêm se difundindo por associarem eficiência, sustentabilidade e viabilidade econômica. Dessa forma, o objetivo deste projeto é desenvolver sistemas de purificação de biogás através da integração de microalgas e biofiltros preenchidos com diferentes materiais como meio de suporte. Resultados promissores foram verificados em uma pesquisa desenvolvida por uma mestranda do presente grupo de pesquisa, alcançando eficiências de dessulfurização superiores a 90% utilizando um biofiltro preenchido com bucha vegetal. Os experimentos deverão consistir no planejamento, operação e monitoramento de colunas preenchidas com diferentes materiais filtrantes, alimentados com efluentes líquidos, bem como a avaliação do seu potencial reaproveitamento após a saturação através de incorporação em sistemas de tratamento biológico.

Odorico Konrad

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

Para se manter no ritmo atual, o crescimento econômico demanda uma grande quantidade de energia. Dessa forma, novas alternativas de fontes energéticas devem ser avaliadas, visto que as fontes fósseis, além de finitas, emitem diversos gases poluentes que afetam a qualidade do ambiente e contribuem com o aumento do efeito estufa. A Agenda 2030 apresentou 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável - ODS, entre eles estão a busca por energias limpas e o consumo e produção sustentáveis, ainda, durante a Conferência das Nações Unidas sobre as Mudanças Climáticas - COP 26, mais de 100 países concordaram em reduzir as emissões globais de metano em 30% até 2030. Para atingir o objetivo proposto, o Governo Federal do Brasil lançou em 2022 o Programa Nacional de Redução de Metano de Resíduos Orgânicos ? Metano Zero, com foco no aproveitamento de resíduos orgânicos para produção de biogás e geração de energia, tratamento dos resíduos e produção de insumos. Dessa forma, o biogás deve ser purificado para remoção de alguns componentes, viabilizando o uso como combustível para o Ciclo Otto. Os métodos tradicionais de purificação do biogás são de caráter químico e físico, porém, visando maior sustentabilidade e redução nos custos, estuda-se a implementação de métodos biológicos para remoção dos componentes não interessantes para uso energético. Entre os métodos estudados, o uso de microalgas vêm se destacando, e em escala de bancada os resultados se mostram promissores. Neste sentido, este projeto busca avaliar um sistema de purificação por microalgas em escala piloto, onde serão analisadas a eficiência de três espécies de microalgas e o seu cultivo, pois em escala real o sistema de cultivo deve ser eficiente, garantindo que haja quantidade suficiente de microalgas para o bom funcionamento do processo proposto.

FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul

A crescente urbanização da população associada ainda ao aumento populacional, ao aumento da demanda por recursos naturais e a degradação ambiental de diversos ecossistemas pela falta de tratamento adequado de efluentes tem promovido a realização de diversas pesquisas que possam melhorar os índices de saneamento principalmente de forma descentralizada, como em zonas rurais. Outro desafio importante enfrentado atualmente é a crise energética e a necessidade de ampliação de fontes de energia. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho é de desenvolver um sistema de tratamento de efluente integrando tanque para produção de microalgas e unidades Wetlands Construídos, buscando reaproveitar a biomassa algal e vegetal produzidas pelos mesmos para potencializar a produção de biogás a partir da digestão anaeróbia de resíduos agroindustriais assim como avaliar a eficiência de tratamentos biológicos alternativos para a purificação de biogás a partir de algas e biomassa vegetal. O sistema de tratamento de efluentes em escala piloto deverá ser construído em tanques de fibra, sendo o primeiro estágio composto por um tanque de microalgas, o segundo estágio um Wetlands Construído de Fluxo Vertical e Fundo Saturado e o último estágio consistindo em um Wetland Construído de Fluxo Livre. Em contrapartida, a estrutura para a produção e monitoramento de biogás já se encontra pronta no Centro de Pesquisa em Energias e Tecnologias Sustentáveis – CPETS, na Universidade do Vale do Taquari.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq