Nova patente da Universidade Federal do Ceará aprimora uma solução para um grande desafio enfrentado hoje pela agroindústria: o excesso de resíduos produzidos diariamente, caracterizados majoritariamente por biomassas resultantes dos diferentes processos industriais. Descartados, esses resíduos são danosos ao meio ambiente, além de gerarem mais despesas.

Uma saída para o problema passa por aproveitar as biomassas residuais, que, sofrendo processos de transformação, acabam ganhando novas utilidades, servindo inclusive como fonte de energia. É o caso de produtos como o biochar (espécie de carvão vegetal), o bio-óleo e os gases combustíveis, fontes energéticas que podem ser geradas com um processo conhecido como pirólise.

Trata-se de uma reação termoquímica baseada no fracionamento da matéria orgânica, que ocorre com pouco oxigênio ou ausência total dele e com o uso de altas temperaturas em pequenos intervalos de tempo. O processo é composto por diferentes etapas, podendo gerar sólidos, líquidos e gases.

Apesar de a solução para o excesso de biomassas residuais parecer já clara e bem definida, o problema ganha outras camadas justamente a partir do uso da pirólise. Isso porque outra questão surge: o grande gasto de energia para a realização do processo termoquímico, o que acaba por minar o propósito de redução de custos e de danos ambientais.

A invenção feita pelos pesquisadores da UFC tem o objetivo de resolver esse ponto do problema: com um reator de pirólise que usa o sol como fonte principal de energia, o processo torna-se possível de maneira mais sustentável e menos dispendiosa.

“Existem projetos muito grandes que usam a pirólise para conversão de biomassa e até do lixo em energia e bioprodutos, mas a principal questão é o dispêndio energético para realizar a reação termoquímica. Nesse contexto, o uso da energia solar, uma das ideias inovadoras dessa patente, é uma excelente solução”, explica Daniel Albiero, professor da UFC na época da invenção do reator.

“Em algumas culturas, estamos falando de milhões de toneladas [de resíduos]. Por exemplo, os resíduos de pós-colheita do feijão variam de 6% a 20% de toda a produção, segundo a literatura. No algodão, variam de 3% a 7%. Na cana-de-açúcar chegam a 10%, ou seja, é muita energia sendo desperdiçada”, justifica o pesquisador.

Patente de número 22 da Universidade, o projeto foi desenvolvido no Departamento de Engenharia Agrícola, do Centro de Ciências Agrárias da Universidade. Também assinam o invento os pesquisadores Flávio Roberto de Freitas Gonçalves, José Heldenir Pinheiro Bezerra, Erialdo de Oliveira Feitosa e Daniel Gurgel Pinheiro.

O registro da invenção, com pedido depositado em 2014, foi dado pelo Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), responsável por conceder as cartas patentes, em novembro de 2021. Essa já é a sexta invenção assinada pelo Prof. Albiero na UFC.

O INVENTO

A transformação da biomassa ocorre por meio de um sistema de mistura e movimentação criado para o reator, começando pelo transporte dos resíduos em esteiras acionadas por motores elétricos. Assim, a biomassa é levada para um ambiente sem oxigênio, no interior do reator.

Lá dentro, a biomassa passa por um conjunto de fusos que a fazem girar em vórtice, subindo e descendo. Com o reator já preenchido com a matéria-prima, o sistema é vedado pela comporta, enquanto os fusos continuam girando. É então que o sítio solar é acionado.

A luz solar é recebida em concentradores do tipo fresnel, que usam espelhos para coleta da luz, que depois é distribuída para a carcaça central do reator, aumentando sua temperatura por absorção. A energia é então transferida para o interior do reator, que, por sua vez, a conduz para a biomassa, sofrendo a reação de pirólise devido à aplicação de alta temperatura em curto tempo na ausência de oxigênio. O resultado é o fracionamento da matéria orgânica em três fases: matéria sólida (biochar), líquida (bio-óleo) e gasosa (gás combustível).

SAIBA MAIS

Outras patentes recém-adquiridas pela UFC, também por trabalhos realizados no Departamento de Engenharia Agrícola, incluem máquinas para fatiar cactáceas e para colher folhas de palmeira e uma outra que torna mais fácil e preciso o plantio de sementes.

Fonte: Prof. Daniel Albiero ‒ e-mail: daniel.albiero@gmail.com

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