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Reator solar que aproveita resíduo de biomassas da agroindústria é nova patente da UFC

O invento tem a vantagem de reduzir danos ambientais por utilizar energia do sol no processo de queima dos resíduos

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.

Desenho do reator projetado
O reator desenvolvido usa energia solar para realizar o processo de pirólise (Foto: Reprodução)

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.

Desenho do reator projetado
Após passar pelo reator, a biomassa é fracionada em três fases: matéria sólida, líquida e gasosa (Foto: Reprodução)

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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Kevin Alencar 11 de janeiro de 2022

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