Sistemas Ambientais Sustentáveis

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Browsing Sistemas Ambientais Sustentáveis by browse.metadata.advisor "Konrad, Odorico"

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    Avaliação energética do biogás com diferentes percentuais de metano na produção de energia térmica e elétrica
    (2019-05) Dalpaz, Ricardo; Cyrne, Carlos Cândido da Silva; Konrad, Odorico; http://lattes.cnpq.br/9946679953072196; Feil, Alexandre André; Ethur, Eduardo Miranda; Stulp, Simone; Cyrne, Carlos Cândido da Silva; Konrad, Odorico
    A energia figura entre as demandas mais importantes para a sustentação e o desenvolvimento de atividades produtivas e da sociedade como um todo. O biogás é uma energia de origem renovável com grande potencial de produção e aproveitamento, podendo absorver uma parcela significativa das demandas energéticas mundiais. Com possibilidades de sua utilização para: produção de eletricidade, aquecimento ou como combustível veicular. Além disso, o aproveitamento energético do biogás colabora para a redução nas emissões de gases efeito estufa, deixando de ser passivo ambiental para um ativo ambiental, social e econômico. Este estudo objetivou avaliar o desempenho do biogás produzido em uma planta piloto, com diferentes percentuais de metano em sua composição, utilizado na cogeração de energia. Procurou-se identificar se os gastos energéticos despendidos com o processo de purificação compensam a eficiência energética obtida a partir da conversão do biogás em energia térmica e elétrica. Para tanto, foram realizadas três avaliações, nas quais foi utilizado um trocador de calor acoplado ao escapamento do motor a combustão para mensurar a quantidade de energia térmica proveniente dos gases de escape do motor, e para quantificar a energia elétrica, utilizado um gerador elétrico de 60 kVA de potência nominal interligado ao motor. Dessa forma, no primeiro teste com biogás a 68,54% CH4, obteve-se a geração de 2,04 kWh/m3 de energia elétrica, 1,15 kWh/m3 de energia térmica, com eficiência de 51,45%. O segundo teste com biogás em 83,46% CH4 alcançou geração de 3,21 kWh/m3 de energia elétrica, 1,57 kWh/m3 de energia térmica, com eficiência de 51,17%. Em um terceiro teste com biogás numa concentração de 92,33% CH4, atingiu-se uma geração de 3,57 kWh/m3 de energia elétrica e 1,67 kWh/m3 de energia térmica, obtendo eficiência de 53,96%. Dessa forma, os resultados de geração elétrica corroboram com o que foi encontrado na literatura, porém, para geração de energia térmica não foram os resultados esperados, devido ao trocador de calor ter algumas inconformidades como material de construção ser de baixa condutibilidade térmica.
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    Digestão anaeróbia do lodo biológico de uma ETE petroquímica – um estudo de caso
    (2019-05-31) Mafioleti, Joseane Parizzi; Konrad, Odorico; http://lattes.cnpq.br/9946679953072196; Feil, Alexandre André; Bücker, Francielle; Ferla, Noeli Juarez
    A energia das biomassas é oriunda do tratamento de dejetos orgânicos que pode ser feito através da digestão anaeróbia, que gera o biogás. Através de biodigestores, que nada mais são do que reatores anaeróbios, onde o material orgânico que pode ser esgoto, efluente, lodo de ETEs e demais resíduos com elevada carga orgânica, é decomposto por bactérias metanogênicas. No tratamento de efluentes em ETEs Petroquímicas é gerado o lodo biológico, que se trata da biomassa que se formou às custas do alimento fornecido pelo efluente. O lodo biológico pode conter substâncias que conferem periculosidade ao resíduo como poluentes orgânicos persistentes, metais pesados e micro- organismos patogênicos que podem classificá-lo como perigoso. O objetivo do trabalho foi realizar a digestão anaeróbia do lodo biológico proveniente de uma ETE Petroquímica para quantificar e qualificar o biogás gerado e verificar a concentração dos contaminantes presentes após a digestão. A metodologia utilizada foi a realização da digestão anaeróbia do lodo em escala laboratorial, as análises físico-químicas e a caracterização do lodo conforme ABNT NBR 10.004/2004 antes e após a digestão. Os resultados dos experimentos mostraram um baixo rendimento na produção de biogás e de metano com PBB de 45,13 mL Biogás/gSV, PBM de 25,9 mL Metano/gSV e com rendimento estimado de 0,7235 m3 de metano por tonelada de lodo. Os percentuais médios de metano obtidos nos experimentos foram de 33,2 %, 50,95 % e 39,17 %. Para os experimentos contínuos, percebeu-se a redução dos percentuais de metano durante as alimentações com o lodo e o aumento destes percentuais após término das alimentações, demonstrando a presença de agentes inibidores de produção de metano nesse substrato. A caracterização do lodo evidenciou altas concentrações de Cromo, que conferem característica tóxica ao lodo e que é considerado um agente inibidor da produção de biogás, por se tratar de um metal pesado. O cromo é de origem de lixiviados de aterros sanitários que são tratados juntamente com os efluentes petroquímicos. Concluiu-se que o lodo após ser submetido a digestão anaeróbia não apresentou produção de biogás e metano satisfatória para aproveitamento energético na ETE devido aos agentes inibidores presentes e ainda que não houve alteração na classificação de resíduo após a digestão, permanecendo o lodo caracterizado como resíduo perigoso pela presença do cromo em sua composição.