Ações e Pesquisas Desenvolvidas na UNESP de Ilha Solteira na Área de Bioenergia /Biocombustíveis Ricardo Alan Verdú Ramos Coordenador do Grupo de Pesquisa

Ações e Pesquisas Desenvolvidas na UNESP de Ilha Ações e Pesquisas Desenvolvidas na UNESP de Ilha Solteira na Área de Bioenergia /BiocombustíveisSolteira na Área de Bioenergia /Biocombustíveis

Ações e Pesquisas Desenvolvidas na UNESP de Ações e Pesquisas Desenvolvidas na UNESP de Ilha Solteira na Área de Bioenergia/BiocombustíveisIlha Solteira na Área de Bioenergia/Biocombustíveis

Ricardo Alan Verdú RamosRicardo Alan Verdú Ramos

Coordenador do Grupo de Pesquisa CNPqFontes Renováveis e Aproveitamento de EnergiaFontes Renováveis e Aproveitamento de Energia

eCoordenador do NUPLEN

Núcleo de Planejamento Energético, Geração e Cogeração de EnergiaNúcleo de Planejamento Energético, Geração e Cogeração de Energia

Departamento de Engenharia Mecânica – UNESP / Ilha Solteira Email: [email protected] – Fone/Fax: (18) 3743-1054

V Simpósio de Água e Energia do Oeste PaulistaV Simpósio de Água e Energia do Oeste PaulistaI Conferência de Planejamento Integrado de Recursos EnergéticosI Conferência de Planejamento Integrado de Recursos Energéticos

Hotel Quality Resort – Araçatuba – 28 a 30/09/2009Promoção: COOPERHIDRO e GEPEA/IEE/USP



Roteiro da ApresentaçãoRoteiro da Apresentação

Apresentação geral do NUPLEN;

Apresentação de ações e pesquisas desenvolvidas (concluídas) na área de energia;

Apresentação de ações e pesquisas em desenvolvimento na área de bioenergia, com destaque para a cogeração de energia;

Apresentação de ações e pesquisas em desenvolvimento na área de biocombustíveis, com destaque para a produção e utilização de biodiesel;

Apresentação de um projeto de extensão universitária para aproveitamento de óleo de cozinha usado;

Apresentação do Centro Paulista de Pesquisa em Bioenergia.


Ações e Pesquisas Desenvolvidas na UNESP de Ilha Ações e Pesquisas Desenvolvidas na UNESP de Ilha Solteira na Área de Bioenergia/BiocombustíveisSolteira na Área de Bioenergia/Biocombustíveis

Pesquisas na Área de Biodiesel Departamento de Engenharia Mecânica



Ações acadêmicas voltadas para Bioenergia/BiocombustíveisAções acadêmicas voltadas para Bioenergia/Biocombustíveis

Curso: GERAÇÃO E COGERAÇÃO DE ENERGIACriado em 2004 no PPGEM e como Optativa na Graduação

Objetivos: Fornecer aos alunos noções sobre geração e cogeração de energia, envolvendo equipamentos e tecnologias disponíveis no mercado, bem como análise da viabilidade técnica e econômica para a implantação de projetos.

Tópicos abordados: - Sistemas com Turbinas a Vapor; - Sistemas com Turbinas a Gás;

- Sistemas com Motores de Combustão; - Sistemas com Ciclos Combinados.



Curso: BIOCOMBUSTÍVEIS Criado em 2007 no Programa PG em Engenharia Mecânica

Objetivos: Fornecer aos alunos noções sobre os tipos de biocombustíveis, tecnologias de produção, propriedades e aplicações, além da análise da participação na matriz energética brasileira e de tendências futuras.

Biocombustíveis abordados:

- Líquidos (Etanol, Biodiesel, H-Bio e Bio-óleo);

- Sólidos (Lenha, Carvão, Bagaço, Palha e Resíduos);

- Gasosos (Biogás de Esgoto, de Aterro Sanitário e de Biomassa).

Ações acadêmicas voltadas para Bioenergia/BiocombustíveisAções acadêmicas voltadas para Bioenergia/Biocombustíveis



Workshop sobre a Crise Energética Realizado em Agosto de 2001 dentro da Semana de Engenharia Mecânica da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira

Workshop sobre Energia

Realizado em Agosto de 2005 dentro da Congresso Nacional de Estudantes de Engenharia em Ilha Solteira

Oficina PIR - Dimensão Social

Apoio a evento realizado pelo GEPEA/IEE/USP em Novembro de 2006 em Ilha Solteira

Organização/Apoio a Eventos no Setor de EnergiaOrganização/Apoio a Eventos no Setor de Energia



Projetos Concluídos na Área de EnergiaProjetos Concluídos na Área de Energia

Análise energética e exergética de uma usina sucroalcooleira do oeste paulista com sistema de cogeração em expansão Tipo: Mestrado - Vigência: 03/2004 - Resp.: Marcelo Fiomari - Apoio: Pioneiros

Análise da viabilidade técnica e econômica da utilização de gás natural como combustível complementar em usinas sucroalcooleiras Tipo: Mestrado - Vigência: 03/2005 - Resp.: Thales Uchôa - Apoio: U. Iracema

Análise termoeconômica de uma usina termelétrica a gás natural operando em ciclo aberto e em ciclo combinado Tipo: Mestrado - Vigência: 03/2005 - Resp.: Fabiano Branco - Apoio: Petrobras Análise do aproveitamento do gás natural em plantas de cogeração e trigeração de energia de frigoríficos bovinos Tipo: Mestrado - Vigência: 04/2006 - Resp.: Alessandro Takaki - Apoio: Friboi Análise do aproveitamento energético do biogás produzido numa estação de tratamento de esgoto Tipo: Mestrado - Vigência: 06/2008 - Resp.: Antonio Tavares - Apoio: A. Guariroba



Projeto 1Projeto 1: Análise de Sistemas de Geração e Cogeração de : Análise de Sistemas de Geração e Cogeração de Energia Utilizando Biomassa e/ou Gás NaturalEnergia Utilizando Biomassa e/ou Gás Natural

Natureza: Pesquisa Aplicada/Infra-estrutura - Vigência: 01/05/06 a 31/07/10

Valor: R$ 90.000,00 + Bolsas (4 Treinamento Técnico + 1 Mestrado + 3 IC)

Financiador: FAPESP

Descrição: Análise de sistemas de geração e cogeração de energia

utilizando biomassa e/ou gás natural nas regiões noroeste paulista e sul

mato-grossense. São estudadas plantas de empresas consumidoras e/ou

produtoras de energia (usinas sucroalcooleiras, frigoríficos, estações de

tratamento de esgoto, aterros sanitários, etc...). e realizadas análises

termodinâmicas, termoeconômica e econômicas, levando-se em conta os

custos de produção de energia, as eficiências globais, os investimentos

necessários e o tempo de retorno dos mesmos, entre outros parâmetros.



Sub-Projetos Relacionados ao Projeto 1Sub-Projetos Relacionados ao Projeto 1

Análise energética e econômica do aproveitamento da palha para cogeração de energia numa usina sucroalcooleira Tipo: Mestrado - Vigência: 31/12/09 - Resp.: Ricardo Romão - Apoio: Pioneiros

Avaliação termodinâmica, termoeconômica e econômica da integração de sistemas de gaseificação da biomassa em uma usina sucroalcooleira Tipo: Mestrado - Vigência: 28/02/10 - Resp.: Rodnei Passolongo - Apoio: FAPESP

Estudo e desenvolvimento de nova concepção de usina de açúcar e álcool visando o aproveitamento de gás natural Tipo: Mestrado - Vigência: 31/12/09 - Resp.: David Saran - Apoio: CAPES

Análise termodinâmica e termoeconômica de uma usina sucroalcooleira com o processo de extração por difusão Tipo: Mestrado - Vigência: 28/02/10 - Resp.: Glauber Rocha - Apoio: U. Dourados



Incremento das Pesquisas em Biodiesel na UNESP de Ilha SolteiraIncremento das Pesquisas em Biodiesel na UNESP de Ilha Solteira

III Simpósio de Água e Energia do Oeste PaulistaIII Simpósio de Água e Energia do Oeste Paulista Cooperhidro - Agência de Desenvolvimento Regional

Araçatuba (SP) - 20 e 21/09/2007

Painel

O Desenvolvimento do Biodiesel no Oeste PaulistaO Desenvolvimento do Biodiesel no Oeste PaulistaContribuição da UNESP – Campus de Ilha SolteiraContribuição da UNESP – Campus de Ilha Solteira

Participantes

BIOCOM, PETROBIO, BERTIN, SEBRAE, COOPERHIDRO

DesfechoDoação de um reator da BIOCOM para pesquisas na UNESP



Reator e Kit doado pela BIOCOM para a UNESP de Ilha SolteiraReator e Kit doado pela BIOCOM para a UNESP de Ilha Solteira



Natureza: Pesquisa e Desenvolvimento - Vigência: 01/07/08 a 31/07/10

Valor: R$ 100.000,00 + Bolsas (2 Extensão Universitária + 1 IC)

Financiadores: BIOCOM; DEM; PPGEM; Reserva Técnica FAPESP; Recursos do PICR; PROEX; Direção FEIS e Reitoria UNESP.

Descrição: Montagem de uma mini-planta para produção de biodiesel através do processo de transesterificação, utilizando-se a rota metílica e hidróxido de sódio como catalisador, a partir de em um reator doado pela empresa BIOCOM Biocombustível S.A. Numa primeira etapa a planta será fixa e utilizará óleo usado como matéria prima e, numa segunda etapa, será incorporada uma prensa para extração de óleo, e a planta será montada sobre rodas para poder ser usada no campo.

Projeto 2Projeto 2: Projeto e Construção de uma Mini-Planta: Projeto e Construção de uma Mini-Planta Piloto para Produção de Biodiesel Piloto para Produção de Biodiesel



Layout da mini-planta para produção de Biodiesel em construçãoLayout da mini-planta para produção de Biodiesel em construção



Foto da mini-planta para produção de Biodiesel em construçãoFoto da mini-planta para produção de Biodiesel em construção



Sub-Projetos Relacionados ao Projeto 2Sub-Projetos Relacionados ao Projeto 2

Estudo de matérias-primas e de rotas para produção de biodiesel por transesterificação em uma mini-planta experimental Tipo: Mestrado - Vigência: 31/12/09 - Resp.: Fernando Dib - Apoio: CAPES

Tratamento e processamento de óleo usado para produção de biodiesel Tipo: Extensão – Vigência: 31/12/09 - Resp.: Maria Gabriella - Apoio: PROEX

Desenvolvimento de um sistema de trigeração de energia usando biodiesel Tipo: Mestrado - Vigência: 28/02/10 - Resp.: Ricardo Mesquita - Apoio: CAPES

Manutenção preditiva de redutores de velocidades e de motores de combustão interna a diesel e a biodiesel, através da análise do óleo Tipo: Mestrado - Vigência: 28/02/10 - Resp.: Rogério Kimura - Apoio: CAPES

Análise da produção e utilização do biogás gerado pela biodigestão de dejetos de animais, utilizando glicerol como co-substrato Tipo: IC - Vigência: 28/02/10 - Resp.: Leandro Galvão - Apoio: FAPESP



Pesquisas realizadas em parcerias na UNESP de Ilha SolteiraPesquisas realizadas em parcerias na UNESP de Ilha Solteira

UNESP/Ilha Solteira – UNESP/Botucatu Avaliação de genótipos de mamona de porte baixo.

UNESP/Ilha Solteira – Prefeitura Municipal de Jales Avaliação do comportamento da cultura do pinhão manso em Ilha Solteira: a) Experimentos com irrigação; b) Experimentos sem irrigação.

UNESP/Ilha Solteira – BERTIN/Lins Avaliação do comportamento da cultura do pinhão manso em Lins: a) Experimentos para verificação de espaçamentos adequados; b) Experimentos para verificação da adubação de cova apropriada; c) Experimentos futuros com podas de condução da cultura.



Outras pesquisas em desenvolvimento na UNESP de Ilha SolteiraOutras pesquisas em desenvolvimento na UNESP de Ilha Solteira

Avaliação do comportamento de culturas para produção de matéria prima para Biodiesel, na região de Ilha Solteira, mediante uso de tecnologias que aumente a produtividade;

Tecnologias de produção de amendoim visando utilização em áreas de reforma de cana-de-açúcar;

Rendimento na produção de éster metílico em função da temperatura e da razão molar óleo: álcool;

Efeito do tipo e quantidade de catalisador alcalino sobre o rendimento da reação de transesterificação por rota metílica;

Estudo do plantio e extração do óleo de Crambe para produção de biodiesel e aproveitamento da torta para alimentação de ruminantes e aves.



Pesquisas a serem desenvolvidas na UNESP de Ilha SolteiraPesquisas a serem desenvolvidas na UNESP de Ilha Solteira

Rendimento da reação de transesterificação do óleo refinado de soja, com catálise alcalina, em função do álcool (metanol e etanol) empregado;

Controle e automação no processo de produção de biodiesel;

Desenvolvimento de um reator em batelada para produção de biodiesel a partir de óleos vegetais que opere tanto com metanol como com etanol;

Implementação de uma planta piloto para produção integrada de biodiesel em uma usina sucroalcooleira.



TítuloColeta, tratamento e processamento de óleo de cozinha usado, visando à redução de impactos ambientais, a produção de biodiesel e o aproveitamento da glicerina, em benefício da população de Ilha Solteira.

Instituições ParceirasInstituições de Ensino, Escola Técnica Estadual, Prefeitura e Câmara Municipal, Secretaria Municipal de Educação, Clube de Serviços, Empresas, Associação Comercial e Industrial.

Natureza da RelaçãoApoio à conscientização ambiental, apoio à coleta do óleo usado, fornecimento de brindes para premiação e eventual utilização do biodiesel e subprodutos originados.

Projeto de Extensão Universitária - PROEXProjeto de Extensão Universitária - PROEX



Objetivos

Promover a conscientização da população para a reciclagem de óleo usado de cozinha, mostrando todos os impactos ambientais causado pela sua dissolução no esgoto doméstico e as vantagens sociais e ambientais decorrentes do processo de coleta, tratamento e reutilização do óleo.

Ações

Realização de eventos/palestras em instituições de ensino, principalmente de nível médio e fundamental, para que os alunos sirvam de agentes indutores nos seus lares. Realização de gincanas entre instituições/associações com premiações constantes oferecidas pela Associação Comercial de Ilha Solteira para aquelas que arrecadarem mais óleo.




Importância e Relevância do Projeto

Cada litro de óleo despejado no esgoto tem capacidade para poluir cerca de um milhão de litros de água, o que corresponde ao consumo de uma pessoa em 14 anos. Por não se misturar a água, a presença de óleos nos rios cria uma barreira que dificulta a entrada de luz e a oxigenação, comprometendo a base da cadeia alimentar aquática e contribuindo para a ocorrência de enchentes e aquecimento do planeta. Estima-se que seja descartado em ETE 200 milhões de litros por ano e que o custo do processo de tratamento de água contaminada com óleo seja 45 % maior. O óleo despejado no solo também tem alto poder de contaminação e sua decomposição emite metano para a atmosfera.




Metodologia

Será feita uma estimativa inicial da quantidade de óleo disponível, definido os pontos preferenciais de coleta e estabelecida uma logística para coleta, a qual deverá ter apoio da Prefeitura Municipal, que já possui um sistema de coleta seletiva.

O óleo coletado será filtrado, secado e neutralizado para a produção de biodiesel, através do processo de transesterificação em um reator doado para a UNESP pela BIOCOM Biocombustível S.A. de Campo Grande (MS).

O referido reator tem a capacidade de 100 litros e funciona por batelada, produzindo cerca de 75 litros de biodiesel para cada 80 litros de óleo, 0,5 kg de hidróxido de sódio e 16 litros de metanol usados, resultando como sub-produto 21,5 litros de glicerina.





Destinação do Biodiesel

Parte do biodiesel produzido será destinada para a UNESP para pesquisas em motores no laboratório e em campo; parte para a Prefeitura Municipal para abastecimento de um ônibus que leva semanalmente pacientes para o Hospital do Câncer em Barretos e o restante para parceiros interessados (preço de custo).

Destinação dos SubprodutosO glicerol deverá ser aproveitado como co-substrato do processo de produção de biogás, através da mistura em várias proporções com esterco animal em um biodigestor anaeróbio e/ou para a produção de sabão, por meio de uma cooperativa de trabalhadores a ser constituída, sendo parte distribuído para a população carente e entidades assistenciais e parte comercializada pela cooperativa.



Impactos

Trata-se de um projeto bastante amplo e importante, com forte ação social e ambiental e que certamente colocará a UNESP e seus Parceiros numa posição de destaque dentro da comunidade não só local, como de toda a região, além de trazer contribuição para o ensino, a pesquisa e para própria formação pessoal dos envolvidos.

Proposta Futura

Tentar viabilizar a implantação de projetos deste tipo em outros Campus da UNESP, com o apoio da Reitoria, e, também, em outras cidades da região de Ilha Solteira, com o apoio das Prefeituras e Câmaras Municipais, entre outros.




Principais Pontos de Coleta de Óleo Usado em Ilha SolteiraPrincipais Pontos de Coleta de Óleo Usado em Ilha Solteira

Pontos de coleta Unidades Recipiente Quant./Unid. TotalEscolas 19 200 1 19

Bares, Restaurantes, Hotéis 15 50 1 15

Açougues 7 50 1 7

Depósitos de água e gás 6 50 1 6

Igrejas 8 200 1 8

Unesp 3 200 1 3

Outros 22 50 1 22

Necessidade: 30 x 200 L + 50 x 50 L = 8.500 LitrosCusto Estimado: 30 x 40,00 + 50 x 20,00 = 2.200,00 Reais



Mapa com Principais Pontos de Coleta de Óleo em Ilha SolteiraMapa com Principais Pontos de Coleta de Óleo em Ilha Solteira



POLÍTICAFINANCIAMENTO

Principais Pesquisadores Envolvidos nos ProjetosPrincipais Pesquisadores Envolvidos nos Projetos

Ricardo Alan V. Ramos – Eng. Mecânico (DEM) – Coordenador Emanuel R. Woiski – Eng. Eletrônico (DEM) – Divulgação e Coleta João B. C. Silva – Eng. Mecânico (DEM) – Motores Cassio R. M. Maia – Físico (DEM) – Escoamentos e Transf. Calor Antônio João Diniz – Eng. Químico (DEM) – Processos Laércio Caetano – Eng. Químico (DFQ) – Processos Dionízio Paschoareli Jr. – Eng. Eletricista (DEE) – Automação Edson Lazarini – Eng. Agrônomo / DFTASE – Oleaginosas Ricardo A. F. Rodrigues – Eng. Agrícola (DEFERS) – Oleaginosas Antonio F. Bergamaschine – Zootecnista (ZOOTECNIA) – Subprodutos Antonio C. Laurentiz – Zootecnista – ZOOTECNIA – Subprodutos



Fotos de parte da equipe e de alguns experimentosFotos de parte da equipe e de alguns experimentos



Sistema de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação Tecnológica Sistema de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação Tecnológica

POLÍTICAFINANCIAMENTO

Pesquisa & Serviços

$

$ $

Empresas

Governo

UniversidadesFormação de RHPesquisa Básica

e Aplicada

InovaçãoP&D

Institutos Tecnológicos

Centros de P&D

PublicaçõesConhecimento

PatentesRiqueza



Ação integrada entre: Governo de SP, FAPESP e Universidades Estaduais Paulistas

Investimentos previstos (R$):

Governo de SP: 100 milhões para infra-estrutura física (2009-2010);

Universidades: 100 milhões para contratar pessoal (2011-2020);

FAPESP: 100 milhões para pesquisas e bolsas (2011-2020).

Propostas: Proposta Inicial do Governo: Criação de um único grande centro; Em negociação: Criação de centros médios em cada Universidade; Desejável para UNESP: Centros menores em unidades com grupos de pesquisa consolidados, vinculados a um centro principal comum.

Centro Paulista de Pesquisa em Bioenergia (CPPB)Centro Paulista de Pesquisa em Bioenergia (CPPB)



Divisão IPesquisa sobre biomassa para bioenergia

Divisão IIPesquisa sobre fabricação de biocombustíveis

Divisão IIIPesquisa sobre aplicações de biocombustíveis

para motores automotivos

Divisão IVPesquisa sobre biorefinarias e alcoolquímica

Divisão VPesquisa sobre economia e impactos sociais e

ambientais dos biocombustíveis

Divisões de Pesquisas do CPPBDivisões de Pesquisas do CPPB



Membros do Núcleo de Planejamento Energético, Geração e Cogeração de Energia

Membros do Grupo de Pesquisa de FontesRenováveis e Aproveitamento de Energia

Agências de Fomento (FAPESP, CAPES e CNPq)

BIOCOM Biocombustível S.A.

Pioneiros Bioenergia S.A.

Grupo JBS/Bertin S.A.

COOPERHIDRO

GEPEA/IEE/USP

AgradecimentosAgradecimentos



Núcleo de Planejamento Energético, Geração e Cogeração de EnergiaDepartamento de Engenharia Mecânica – UNESP / Ilha Solteira

[email protected] – www.dem.feis.unesp.br/nuplen

Fone: (18) 3743-1054 – Fax: (18) 3742-2992

Muito obrigado pela atenção!Muito obrigado pela atenção!

Documents

Ações e Pesquisas Desenvolvidas na UNESP de Ilha Solteira na Área de Bioenergia /Biocombustíveis Ricardo Alan Verdú Ramos Coordenador do Grupo de Pesquisa