Livro Arlindo Fragoso - creaba.org.br · chamado Arlindo Coelho Fragoso, nascido no século retrasado, tendo vivido até a década de 1920. ... Machado de Assis no Ministério da

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Projetos classificados na primeira edição do

Prêmio Arlindo Fragoso de Tecnologia e Inovação

Salvador2016


Projetos classificados na primeira edição do

Prêmio Arlindo Fragoso de Tecnologia e Inovação

Salvador2016


Projeto e editoração:Autor Visual Design Gráfico execução:Triciclo Comunicação imPressão e acabamento:Qualigraf revisão:Ana Romero


5Projetos classificados na primeira edição do Prêmio Arlindo Fragoso de Tecnologia e Inovação

O PRÊMIO DE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA ARLINDO FRAGOSO

A utilização do conhecimento disponível e sua perma-nente expansão realizam-se pela sua transformação em produtos e serviços competitivos, distribuídos e assistidos globalmente. Tal questão revela-se como uma condição vital para a garantia da soberania, in-dependência e segurança da nação, para a geração de empregos, renda e melhores condições de vida para todos os brasileiros.

Waldimir Pirró e Longo

Quando o Conselho Regional de Engenharia e Agronomia (CREA-BA) e o Instituto Politécnico da Bahia (IPB) firmaram, em setembro de 2014, às vésperas do sesquicentenário de nascimento do engenheiro Arlindo Coelho Fragoso, um Termo de Cooperação Técnico-Científico, tinham em mente, entre outros pontos, o estímulo à inovação e ao desenvolvimento tecnológico.

Além disso, os indicadores do ano anterior apontavam para alguns pontos conflitantes: de um lado o aumento de atividades da engenharia nas áreas de infraestrutura e industrial, aliada a um aumento de ingressos nos cursos de Engenharia e, de outro lado, a diminuição de atividades da Engenharia de concepção e projetos, a dificuldade da empregabilidade dos jovens engenheiros e a manutenção da forte taxa de evasão dos cursos de Engenharia.

Apesar de saber que a engenharia é um fator determinante para o desenvolvimento da nação, por meio da criação e produção de bens de grande valor agregado, o que, face às mudanças e rápida evolução tecnológica explicita cursos-tronco de forte base conceitual e experimental, o sistema educacional continuava e continua a fazer a pulverização do conhecimento e especialização prematura dos cursos de graduação, o que implica na formação de um profissional obsoleto a curto prazo.

Também constatou-se o direcionamento da formação profissional para ingresso em médias e grandes empresas privadas e estatais e não a formação para a concepção e geração de novos produtos, processos e métodos, muitos dos quais importados pelas médias e grandes empresas e cujo leque de possibilidades de concepção e


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fabricação, utilizando recursos naturais nacionais, são grandes, o que levaria, ou melhor, levará à criação de empresas de alta base intelectual e produtos de alto valor agregado.

Outro fato que chamou a atenção das duas instituições foi a alta mortalidade entre a concepção do projeto e a obtenção do produto fabricado, o que levou à adoção de equipes com um núcleo tecnológico, mas com participantes de outras áreas do conhecimento, a fim de proporcionar condições para que a taxa de mortalidade seja fortemente reduzida.

Esses fatos foram os determinantes para a estruturação do Prêmio de Inovação Tecnológica Arlindo Fragoso.

As instituições promotoras do prêmio esperam motivar os alunos e orientadores, a fim de gerar fatos concretos, ou seja: produtos, processos e métodos, mantendo acesa a chama do interesse pela Engenharia e contribuindo para a obtenção de um desenvolvimento econômico e social crescente e sustentável.

Marco Antonio Amigo Caiuby Alves da Costa

Presidente do Crea-BA Presidente do IPB



PREFÁCIO

A habitual dependência de tecnologia estrangeira se soma agora à forte freada na produção, que suspende ou adia muitos planos de investimento. Nesse contexto, normalmente os primeiros cortes da recessão são as atividades de pesquisa e desenvolvimento (P&D). Porém, o país só gerará os melhores produtos e empregos para competir no mercado internacional se conseguir modernizar sua indústria, o que, nos dias de hoje, implica muito mais que apenas importar máquinas novas.

O país, contudo, não tem opção senão inovar.

“Momentos de turbulência podem ser ótimas chances de pensar fora da caixa.”

Com a proposta de contribuir para a formação de profissionais inovadores na área tecnológica na Bahia, o Conselho Regional de Engenharia e Agronomia (Crea-BA) e o Instituto Politécnico da Bahia (IPB), em parceria com entidades e empresas, promoveram o Prêmio Arlindo Fragoso de Tecnologia e Inovação – Edição 2015.

Na edição de 2015, estimulamos a geração de conhecimento e fomentamos a cultura empreendedora, por meio do desenvolvimento de projetos de pesquisa focados na busca por soluções sustentáveis para as áreas de energia, saneamento básico, construção civil, segurança pública, produção agrícola e produção mineral.

Percebemos que os estudantes do estado da Bahia têm grande potencial; precisamos ajudar a transformar esse potencial em oportunidades e negócios, e o prêmio veio justamente proporcionar essa “vitrine” que faltava.

Estamos contribuindo diretamente com a inovação do nosso estado; com os resultados poderemos até antecipar progressos significativos e oportunizar a entrada de novos empreendedores em determinados segmentos.

Tivemos um bom número de projetos inscritos para esta primeira edição; estamos construindo um processo novo, incentivando a cultura empreendedora e o investimento intelectual em inovação.

Na última agenda da comissão julgadora, fizemos uma discussão sobre a adesão da 1ª edição do prêmio e a nossa expectativa é que uma quantidade maior de projetos sejam inscritos nas edições seguintes.



Um aspecto importante que merece destaque é a obrigatoriedade da inscrição conjunta de um professor orientador pertencente ao quadro de uma instituição de ensino superior pública ou privada da Bahia. De fundamental importância, o professor orientador norteou os alunos nas etapas do prêmio. Sua experiência, em metodologia de pesquisa, por exemplo sem dúvidas foi um diferencial competitivo na síntese e apresentação dos projetos.

Cada equipe premiada, inclusive o professor orientador, recebeu o troféu e a medalha Arlindo Fragoso de Tecnologia e Inovação – Edição 2015. Os dez projetos classificados para a seleção final receberam o Certificado de Atividades Acadêmicas Relevantes emitido pelo CreaJr-BA e o professor, o Certificado de Orientação. Além disso, as equipes com os melhores projetos foram premiadas com R$ 10.000,00 (primeiro colocado), R$ 5.000,00 (segundo colocado) e R$ 3.000,00 (terceiro colocado), além da publicação dos trabalhos nesse livro comemorativo do prêmio.

A contribuição financeira vai permitir que os estudantes posteriormente ingressem em uma fase de incubação do próprio negócio.

Ao término do processo, percebemos que para “encaixar as engrenagens”, deveríamos também apresentar o ecossistema de oportunidades relacionadas aos núcleos de inovação tecnológicas (NIT), incubadoras, coworkings, crowdfundings, startups, aceleradores, consultorias, agências de fomento, bancos e outros importantes players.

Participaram ainda da comissão julgadora os seguintes profissionais:Artur Caldas Brandão – UfbaAsthon José Reis D´Alcantara e Getúlio Lins Marques – IPBEduardo Cardoso Garrido – SebraeHenrique José Caribe Ribeiro – IfbaHugo Brito – Rede BahiaMara Clécia Dantas Souza – Secti - Governo do Estado da BahiaMarcos José Pereira Sampaio – Representante do Plenário do Crea/BAMarjorie Cseko Nolasco – UefsVictor Vieira – Unifacs

Eduardo Ferreira de SousaEngenheiro mecânico; Conselheiro da Câmara de Engenharia Mecânica, Metalúrgica, Industrial, Produção e Naval – CREA/BA (2013-2015); Coordenador da Comissão Julgadora – Edição 2015.



ARLINDO COELHO FRAGOSO

Cerca de 6 mil pessoas transitam na Escola Politécnica da Bahia e outros milhares passam diariamente pela Avenida Sete de Setembro, em Salvador. O que esses transeuntes têm em comum são as mãos visionárias e criadoras de um engenheiro chamado Arlindo Coelho Fragoso, nascido no século retrasado, tendo vivido até a década de 1920.

Baiano da cidade de Santo Amaro da Purificação, Arlindo passou sua infância entre as cidades portuguesas de Porto e Lisboa, complementando seus estudos em Salvador, no Colégio do professor França e ingressando no curso anexo da Escola Politécnica do Rio de Janeiro, onde, em 1885, concluiu os cursos de Engenheiro Civil e Bacharelado em Matemática. Na oportunidade, ainda aluno, fundou com o professor André Rebouças o Clube Abolicionista da Escola Politécnica do Rio de janeiro.



Retornando à Bahia, foi conselheiro (vereador) de Santo Amaro e, posteriormente, já no período republicano, intendente (prefeito). Em seguida, prestou concurso para professor, sendo aprovado, com méritos, para ensinar na Escola de S. Bento das Lajes. Posteriormente, ingressou no governo de Rodrigues Lima, tendo criado a Secretaria de Agricultura Viação e Obras Públicas.

Em 1896, articulou com os colegas de profissão a fundação do Instituto Politécnico da Bahia – IPB – que tinha, entre os seus objetivos, o de criar uma Escola Politécnica na Bahia e propugnar pelo desenvolvimento da Bahia.

Criado em julho de 1896, o IPB dedicou-se à estruturação da Escola Politécnica da Bahia, o que ocorreu em março de 1897.

A partir de então, a Escola Politécnica começou a funcionar em um velho sobrado no centro da cidade, a poucas quadras da Escola de Medicina, cujos estudantes, instalados no suntuoso edifício do Terreiro de Jesus, caçoavam da vizinha pobre, chamando-a de “Colégio do Arlindo”. Antes de chegar ao novo edifício, a escola passou por maus bocados quando, em 1904, o Governo do Estado suspendeu os subsídios, momento em que Arlindo Coelho Fragoso provou sua paixão pela instituição.

Sem pagamentos por conta da falta de recursos, os docentes resolveram não mais dar aulas. Ex-aluno de Arlindo, o engenheiro Cornélio Daltro de Azevedo, em discurso proferido ainda em 1942, contou que, após a saída dos demais professores, Arlindo contava apenas com outros dois colegas que se dispuseram a permanecer, pelo bem da escola. Na ocasião, Arlindo reuniu seus estudantes e foi transparente: esclareceu que se a escola ficasse sem aulas durante 20 dias, seria fechada. Dispôs-se a ministrar todas as cadeiras que aqueles outros dois professores não pudessem ministrar e pediu compromisso dos estudantes para comparecerem às aulas.

De acordo com Azevedo, no dia seguinte, todos os alunos se fizeram presentes e, a partir de então, Arlindo deu diariamente aulas de todas as cadeiras do curso – cumprindo à risca o programa – entre 7h da manhã e 17h da tarde, durante cerca de dez dias. Azevedo definiu a atuação de Arlindo como “uma demonstração hercúlea de um devotamento sem igual, até que começaram os docentes a voltar à Escola, retomando suas cadeiras”.



A primeira turma de engenheiros da Escola Politécnica formou-se em 1901: 17 engenheiros geógrafos e dois engenheiros civis. Atualmente, a escola possui 11 cursos de graduação, oito mestrados e cinco doutorados, cursos de especialização e de extensão, além de 40 grupos de pesquisa, sendo a maior unidade da Universidade federal da Bahia (Ufba) e o maior centro de ensino de Engenharia da Bahia.

Arlindo também se engajou politicamente e no cenário literário, setores em que professava ideias republicanas na virada do século XX para o XXI, quando o Brasil saía do Império. Foi secretário de Agricultura do primeiro governo eleito no seu estado e deputado federal por dois mandatos pelo Partido Republicano Democrata da Bahia.

Casado, com filhos, Arlindo, além do engajamento político, foi secretário-geral do primeiro governo de J.J Seabra - quando abriu a Av. Sete de Setembro e introduziu modificações estruturais na cidade de Salvador. Posteriormente atuou também como jornalista e escritor, tendo trabalhado no mesmo setor de Machado de Assis no Ministério da Indústria Viação e Obras Públicas.

Como jornalista, colaborou no Jornal de Notícias, escrevendo crônicas. No início do século XX, tinha, ainda, um jornal próprio, em que publicava textos que combatiam o governo. Há também referências sobre Arlindo ter escrito peças de teatro. Além disso, o engenheiro foi o idealizador e organizador da Academia de Letras da Bahia, fundada em 1917. Hoje, a ALB concede homenagens com uma medalha que leva o nome de seu fundador.

Referência na Engenharia, na administração pública, na Economia, no Jornalismo, no trabalho legislativo e na ação política, o homem público, discípulo, mestre, amigo e criador Arlindo Coelho Fragoso faleceu em janeiro de 1926, deixando um legado, cuja pedra fundamental foi estabelecida em 1889: quando construiu e fundou a Biblioteca Municipal de Santo Amaro da Purificação (BA), sua cidade natal, de onde foi prefeito antes de se mudar para Salvador e revolucionar a Engenharia baiana.

Por Beatriz LealFonte: Equipe de Comunicação do Confeahttp://www.confea.org.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=20604&sid=1784



O PRÊMIO ARLINDO FRAGOSO

Com a proposta de contribuir para a formação de profissionais inovadores na área tecnológica na Bahia, o Conselho Regional de Engenharia e Agronomia (CREA-BA) e o Instituto Politécnico da Bahia (IPB), em parceria com entidades e empresas, promoveram o Prêmio Arlindo Fragoso de Tecnologia e Inovação – Edição 2015.

O objetivo é estimular a geração de conhecimento e a cultura empreendedora, por meio do desenvolvimento de projetos de pesquisa focados na busca de soluções sustentáveis para as áreas de energia, saneamento básico, construção civil, segurança pública, produção agrícola e produção mineral.

Puderam participar do edital propostas inéditas que apresentaram potencial de introdução no mercado ou que continham alguma característica nova e diferente do padrão em vigor. Puderam inscrever-se estudantes devidamente matriculados nos cursos superiores da área tecnológica, vinculados ao Sistema Confea/Crea no estado da Bahia (de instituições públicas ou privadas) e que tinham cursado pelo menos 50% dos períodos da graduação até o fim do semestre 2015.1.

A participação no concurso foi a partir de equipes formadas de até três alunos de curso superior da área tecnológica, sendo possível a participação de até dois alunos de cursos de outras áreas de conhecimento, sendo obrigatória a inscrição conjunta de um orientador, professor pertencente ao quadro de uma instituição de ensino superior pública ou privada da Bahia.



UTILIZAÇÃO DO HIDROGÊNIO COMO COMBUSTÍVEL EM FORNOS DE OLARIAS

André Luis A. Moura, João Augusto S. Barbosa Coelho, Jovane dos Santos Conceição (Graduandos de Engenharia),

Ramon Luz Lemos Santos (Prof. Orientador)

Copyright 2015, Conselho Regional de Engenharia e Agronomia da Bahia - CREA/BA

Este Projeto foi preparado para apresentação no Prêmio Arlindo Fragoso de Tecnologia e Inovação 2015, realizada no período de 21 a 23 de outubro de 2015, em Salvador/BA. Este Projeto foi selecionado para apresentação pela Comissão Julgadora do Prêmio, seguindo as informações contidas na sinopse submetida pelo(s) autor(es). O conteúdo do Projeto, como apresentado, não foi revisado pelo CREA/BA. Os organizadores não irão traduzir ou corrigir os textos recebidos. O material, conforme apresentado, não necessariamente reflete as opiniões do CREA/BA e da Comissão Julgadora. É de conhecimento e aprovação do(s) autor(es) que este Projeto seja publicado no livro comemorativo do Prêmio Arlindo Fragoso de Tecnologia e Inovação 2015.

RESUMO

O presente artigo propõe o hidrogênio como combustível para as olarias de cerâmica vermelha, tendo como objetivo específico: demonstrar a viabilidade da técnica; relacionar a possibilidade da produção in loco do hidrogênio; projetar a tecnologia envolvida. Trata-se de uma pesquisa inovadora sobre a utilização do hidrogênio em fornos de olarias.

O conteúdo deste projeto apresenta-se da seguinte forma: Introdução, que destaca a hipótese da questão de pesquisa; objetivo geral e específico, revisão bibliográfica, evolução tecnológica; diagnóstico energético da indústria de cerâmica



vermelha; experiência na conversão de combustíveis em fornos; tecnologias e métodos de produção do hidrogênio; eletrólise da água, métodos do valor reformando o gás natural ou outros hidrocarbonetos; formas de armazenamento do hidrogênio e, por fim, a aplicação da ideia proposta; forno túnel; conclusão e referências bibliográficas. O presente trabalho propõe a utilização do hidrogênio como combustível para as olarias de cerâmica vermelha, possibilitando, assim, alta produtividade, eficiência energética e baixo custo, de maneira sustentável.

ABSTRACT

This article proposes the hydrogen as fuel for the red ceramic pottery, with the specific goal: to demonstrate the feasibility of the technique; connecting the possibility of production in-loco of hydrogen; show the technology that is involved. It is an up technology groundbreaking research about the use of hydrogen in brick kilns.

The contents of this project is presented in the following manner: Introduction, highlighting the hypothesis of the research question; general objective and specific, bibliographic review, technological developments; energy diagnostic of the ceramic industry; Experience in the fuel conversion furnaces; technologies and hydrogen production methods; electrolysis of water, Value methods reforming natural gas or other hydrocarbons; storage forms of hydrogen, and, lastly, the implementation of the proposed idea; tunnel kiln; conclusion and bibliographic references. This paper proposes the use of hydrogen as fuel for the red ceramic kilns, thus enabling high productivity, energy efficiency and low cost, in a sustainable way.

1. INTRODUÇÃO

A indústria de cerâmica representa, hoje, um importante segmento para construção civil. Dentre os principais produtos manufaturados, encontramos os tijolos e telhas vermelhas. A fabricação de cerâmica vermelha no Brasil passa por grandes desafios, tendo, assim, a necessidade de uma nova metodologia e modernização no seu segmento industrial, principalmente no que tange ao impacto ambiental atrelado à fabricação.

Tais necessidades ficam evidentes quando comparadas com as dos países desenvolvidos, em especial os europeus, onde temos grande concentração de indústrias de cerâmica vermelha, com alto nível de desenvolvimento tecnológico e administrativo. Este artigo propõe avaliar a possibilidade de implementar o uso



do hidrogênio no segmento da indústria de cerâmica vermelha, introduzindo este combustível na matriz energética brasileira, além das vantagens no processo produtivo, capaz de aumentar a produção, reduzindo custos operacionais e multas ambientais. No Brasil, estima-se que existam 6.903 empresas do segmento de cerâmica vermelha, das quais aproximadamente 90% são classificadas como micro ou pequenas indústrias (Anicer); prevalecendo, assim, empreendimentos familiares, com uso de equipamentos de operação manual de baixa mecanização e uma mão de obra pouco escolarizada, revelando existir pouca tecnologia empregada neste tipo de processo.

2. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO DA INDÚSTRIA DE CERÂMICA VERMELHA

A lenha é a principal fonte de energia utilizada pelas indústrias cerâmicas, mas foi na década de 1980 que se registrou o maior consumo dessa matéria-prima. O aumento do consumo da lenha, tanto na indústria de cerâmica quanto em outras indústrias, agravava os problemas ambientais, porque o desmatamento era feito em áreas vitais, sem nenhum critério de reflorestamento, resultando no processo de desertificação de algumas áreas no país. Estima-se um consumo de 1,7 a 4,1 metros cúbicos de lenha para produzir mil peças cerâmicas (relatório setorial cerâmico CNI, 2010). Com isso, foi necessário criar uma série de leis e multas como forma de obrigar uma maior responsabilidade socioambiental por parte deste seguimento.

Observa-se também que a indústria de cerâmica vermelha possibilita a inserção de uma enorme gama de insumos energéticos, principalmente resíduos de outras indústrias, como a moveleira e de serrarias; desde que estes sejam madeiras de reflorestamento e não tenham sido tratados quimicamente com produtos tóxicos. Essa prática tem grande incentivo ambiental para combater o desmatamento e é usada pela indústria para reduzir custos (relatório setorial cerâmico CNI, 2010). Durante a década de 1990, o gás natural começou a ser utilizado pelas cerâmicas, mas somente na última década esse combustível começou a ganhar força (Relatório setorial cerâmico CNI, 2010).

Contudo, mesmo com a inserção de novos resíduos e do gás natural, um levantamento de dados feito pelo anuário estatístico de 2012 do Ministério de Minas e Energia revelou que 50% do total de combustível usado pelo segmento é lenha nativa, 40% são resíduos de madeira (cavaco, serragem, briquete) e



os outros 10% são os demais combustíveis (óleo combustível, gás natural). Quando questionados os empresários informavam que o maior empecilho para utilização do gás natural era em decorrência do custo logístico, uma vez que era inviável realizar gasodutos e o transporte através de veículos muitas vezes não poderia ser viabilizado pela falta de estradas apropriadas.

3. EXPERIÊNCIA NA CONVERSÃO DE COMBUSTÍVEIS EM FORNOS

A alma da indústria cerâmica está no processo de queima e nessa etapa ocorrem diversos fenômenos, como a transformação do quartzo e a decomposição de carbonetos. O tipo de combustível usado influencia diretamente nesses fenômenos e na qualidade final dos produtos cerâmicos. Dessa forma é necessário realizar um estudo analítico do processo de queima, do balanço térmico do forno e uma análise econômica para avaliar a viabilidade.

Santos (2001) relaciona as melhorias técnicas obtidas na conversão de um forno cerâmico intermitente de lenha para GLP, a saber: menor consumo energético; redução da mão de obra empregada na queima; cor do material mais consistente; redução acentuada nos custos de limpeza e manutenção; combustível sempre à disposição e com mesma qualidade; redução do tempo de resfriamento com consequente aumento de produtividade; maior controle da queima; produto final com maior resistência mecânica e melhor precisão dimensional.

3.1. TECNOLOGIAS DE PRODUÇÃO DO HIDROGÊNIO

A escolha do melhor método de produção do hidrogênio depende da quantidade que queremos produzir e do seu grau de pureza. As tecnologias de produção do hidrogênio necessitam de energia sobre alguma forma, como por exemplo: calor, luz ou eletricidade, de forma que se inicie o processo.

3.1. 2. ALGUMAS TECNOLOGIAS E MÉTODOS DE PRODUÇÃO DO HIDROGÊNIO - MÉTODO ELETRÓLISE DA ÁGUA

Método que se baseia na utilização da energia elétrica para separar os componentes da água (hidrogênio e oxigénio), sendo o rendimento global do processo da ordem dos 95%.

H 2 O + eletricidade à 2 H 2 + O2



Vale ressaltar que a energia elétrica poderá vir de fontes renováveis, como: a energia solar, a eólica, a hídrica, a Maremotriz, a geotérmica.

Por meio dessas fontes, o uso da eletrólise tem como vantagem ser uma forma limpa de produção do hidrogênio, não agredindo, assim, o meio ambiente. Mas também existem alguns aspectos negativos a serem considerados, exemplo: as grandes quantidades que seriam necessárias dessas energias; em geral as fontes usadas não são renováveis e sim poluidoras.

MÉTODO DO VALOR REFORMANDO O GÁS NATURAL OU OUTROS HIDROCAR-BONETOS – Consiste em expor o gás natural ou outros hidrocarbonetos a vapor a altas temperaturas para produzir o hidrogênio, monóxido de carbono e dióxido de carbono. Esta tecnologia é usada pela indústria, sendo a maioria do hidrogênio obtido pelo “processamento do vapor” de gás natural (metano).

4. FORMAS DE ARMAZENAMENTO DO HIDROGÊNIO

Alguns aspectos são de grande importância para o armazenamento do hidrogênio: a segurança; o espaço necessário para armazenar o combustível suficiente para assegurar um bom abastecimento; e as condições do armazena-mento devem ser levados em consideração.

O hidrogênio, por ser perigoso, tem uma percepção pública relativamente difundida no que diz respeito à segurança. Durante quase um século e meio, muitas cidades foram iluminadas por gás de carvão e, por mais de um século, foi usado para cozinhar. Tipicamente, 50% do volume de gás de carvão era hidrogênio.

Vários estudos aprofundados, inclusive um recente feito pela Agência Nacional Norte-Americana de Padrões (U.S. National Bureau of Standards), estabeleceram que os perigos de usar hidrogênio como um combustível são diferentes do petróleo/gasolina ou gasóleo. O hidrogênio é inflamável e explosivo no ar. Qualquer fuga de hidrogênio dispersar-se-á rapidamente subindo no ar por causa da sua baixa densidade, bem como uma chama de hidrogênio também subirá em lugar de espalhar horizontalmente.



4.1 APLICAÇÃO DA IDEIA PROPOSTA – FORNO TÚNEL

Esse forno é um dos mais eficientes para queima de cerâmica vermelha. Criado para a indústria de cerâmica estrutural, possibilita alta produtividade, eficiência energética e baixo custo. Possui três seções – preaquecimento, queima e resfriamento – em que o calor é aproveitado de uma seção para outra. Ar fresco entra na seção de resfriamento, realizando o arrefecimento dos produtos cozidos e, aquecido, segue para a câmara de combustão. O ar quente é utilizado para combustão e ajuda a reduzir o consumo de combustível ou aumentar a temperatura dos gases de combustão. Os gases de combustão que deixam a zona de queima são dirigidos à zona de preaquecimento, aproveitando-se o calor residual.

Neste forno (Figura 4.1), as peças são transportadas em vagonetas que atravessam o túnel. Durante a travessia, as peças variam de temperatura de acordo com a curva de queima, que é a curva característica da queima dos produtos cerâmicos.

À medida em que novas vagonetas carregadas com peças secas e cruas vão sendo empurradas para dentro de uma das extremidades do forno; da outra extremidade, vão saindo peças cozidas. Com isso, torna-se desnecessário interromper a queima para carga e descarga, trabalhando, assim, de forma contínua.

SCHWOB (2007) esclarece, ainda, que as vagonetas são constituídas de material metálico em sua parte inferior, rodas e chassis, que sustentam uma camada de material isolante, embaixo, e refratário, em cima, com este sustentando o material processado.

SCHWOB (2007), em sua dissertação de mestrado, cita e comenta diversos tipos de fornos túneis que foram evoluindo do forno túnel tradicional, a saber:

• Forno túnel tradicional;

• Forno túnel de pequena capacidade;

• Forno túnel mono estrado;

• Forno túnel de uma só capa;

• Forno túnel de correia transportadora.

A principal limitação do forno tipo túnel é que ele queima peças do mesmo tipo de pasta e dimensões similares (BACCELLI Junior, 2010).



Figura 4.1 – Forno tipo túnel.

Figura 4.2 – Forno com a utilização de gás síntese.

A figura 4.2, mostra o processo sendo feito pela utilização exclusiva de Gás de Síntese, obtido por meio da Gaseificação de Biomassa. Conseguiu-se aliar a alta eficiência da combustão à necessidade energética do setor de cerâmica estrutural.

Com a utilização do gás como combustível (GN, GLP, Gás de Síntese), concluíram-se os melhores resultados de queima, além de menores custos. Conciliando a alta eficiência de combustão e fornos especialmente projetados para utilização de gás, estes fornos proporcionam absoluta qualidade de queima, com o menor número de perdas (inferior a 1%).

4.2 DESCRIÇÃO TÉCNICA DA IDEIA PROPOSTAPor meio do estudo de viabilidade do hidrogênio e as questões apontadas pela

logística de transporte de combustível, foi possível propor um produto viável para o setor. O sistema consiste em um eletrolisador de alta eficiência alocado na própria cerâmica. O eletrolisador é alimentado com uma fonte renovável de energia, onde



os testes foram realizados com energia solar. O hidrogênio é, então, canalizado para o forno a gás e utilizado no cozimento dos produtos.

Na figura 5.1 pode-se observar a simulação realizada, relacionando o tempo de produção com a corrente elétrica aplicada nos eletrodos do eletrolisador.

Figura: 5.1 – Gráfico Simulação relação tempo produção x produção com a corrente elétrica aplicada nos eletrodos do eletrolisador.

Na Foto 5.2, pode-se se observar o protótipo do eletrolisador, facilmente instalável na própria cerâmica:

Foto 5.2 – Protótipo do eletrolisador (registro dos próprios autores).



5. CONCLUSÕES

É observável, dentro dos limites teóricos, e dos estudos apresentados nas literaturas pesquisadas e referenciadas desta pesquisa, que existem vantagens consideráveis para os ceramistas que optam por usar o hidrogênio, como combustível no seu processo produtivo; além de promover a redução do desmatamento e dos índices que evidenciam a emissão de CO2 na atmosfera.

REFÊRENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ALENCAR, J. M. C., 2004, Combustíveis alternativos para indústria de cerâmica vermelha, Palestra, Maceió, Alagoas.

CORTEZ, C. L., et al., Análise do processo produtivo do eucalipto no sistema “short rotation” para uso como Combustível em uma usina termoelétrica, USP, São Paulo.

EPE/MME, 2012, Balanço energético nacional, Anuário, Brasília, Distrito Federal.

FREITAS, F. C. G., 2007, Balanço energético de um forno túnel de cerâmica estrutural convertido de lenha para gás natural, Tese de Doutorado, UFRN, Natal, Rio Grande do Norte.

GONDIM, P. C. A., et al., 2006, Viabilidade técnica de conversão de cerâmica do Rio Grande do Norte para gás natural, 17.° Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais, Foz do Iguaçu, Paraná.

Dissertação de Mestrado, UFSC, Florianópolis, Santa Catarina.

MANFREDINI, C., SATTLER, M. A., 2005, Estimativa da energia incorporada a materiais de cerâmica vermelha no Rio Grande do Sul, Ambiente Construído, v.5, n.1, p. 23-27, Porto Alegre, Rio Grande do Sul.

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NERI, J. T. C. F., SILVA, W. P., 2001, Substituição de lenha por gás liquefeito de petróleo (GLP) em fornos intermitentes de cerâmica vermelha, 45.° Congresso Brasileiro de Cerâmica, CTGÁS, Florianópolis, Santa Catarina.



PEREIRA, J. C. D., et al., 2000, Características da madeira de algumas espécies de eucalipto plantadas no Brasil, EMBRAPA Florestas, Colombo, Paraná.

SANTOS, G. M., 2001, Estudo do comportamento térmico de um forno túnel aplicado à indústria de cerâmica vermelha, Dissertação de Mestrado, UFSC, Florianópolis, Santa Catarina.

SCHWOB, M. R. V., 2007, Perspectivas de difusão do gás natural na indústria brasileira de cerâmica vermelha, Dissertação de Mestrado, UFRJ, Rio de Janeiro, RJ.

SILVA, I. M., 2010, Gás natural: a sua utilização na geração de energia elétrica no Brasil, Bolsista de valor: Revista de divulgação do Projeto Universidade Petrobras e IF Fluminense, v.1, p. 103-107.



EMISSÃO ZERO DE CARBONO: GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA POR MEIO DE UM CICLO

KALINA E FOTOBIORREATORES

Bernardo Bastos, Luan Saldanha, Túlio Cerviño (Graduandos em Eng. Mecânica), Julio Silva (Prof. Orientador)


Este Projeto foi preparado para apresentação no Prêmio Arlindo Fragoso de Tecnologia e Inovação 2015, realizada no período de 21 a 23 de outubro de 2015, em Salvador/BA. Foi selecionado para apresentação pela Comissão Julgadora do Prêmio, seguindo as informações contidas na sinopse submetida pelo(s) autor(es). O conteúdo do Projeto, como apresentado, não foi revisado pelo CREA/BA. Os organizadores não irão traduzir ou corrigir os textos recebidos. O material, conforme apresentado, não necessariamente reflete as opiniões do CREA/BA e da Comissão Julgadora. É de conhecimento e aprovação do(s) autor(es) que este Projeto seja publicado no livro comemorativo do Prêmio Arlindo Fragoso de Tecnologia e Inovação 2015.

RESUMO

O projeto “Emissão Zero de Carbono: Geração de energia elétrica por meio de um ciclo Kalina e Fotobiorreatores” tem como principal objetivo solucionar o problema da escassez de energia elétrica, por meio de uma produção de energia com emissão zero de carbono, com uma maior eficiência na produção do combustível renovável do que a realizada atualmente com biocombustíveis provenientes da mamona, cana, milho e canola, e, também, com maior eficiência na geração de energia do que em ciclos Rankine tradicionais.



O conceito do novo fotobiorreator foi desenvolvido a partir de metodologias de desenvolvimento de produtos e ferramentas utilizadas em diversos projetos de inovação realizados pelos membros da equipe. O equipamento apresenta características voltadas a uma produção de maior escala, com o objetivo de atender a demanda de produção para geração de energia por meio do ciclo Kalina. O custo do protótipo do fotobiorreator foi orçado em cerca de R$ 2 mil, sendo um valor aceitável para posterior produção desses equipamentos com esta aplicação. Por tratar-se de uma inovação, a patente do produto foi depositada no INPI (Instituto Nacional de Propriedade Industrial).

O ciclo Kalina, apesar de recente, já possui seus equipamentos desenvolvidos e encontrados no mercado, facilitando, assim, a aquisição e montagem do mesmo. Desse modo, possuindo o fotobiorreator desenvolvido e conhecendo o ciclo Kalina, o objetivo do projeto pode ser alcançado.

Atualmente, não existem no país empresas que realizam este tipo de geração de energia. No mundo, existe uma planta de produção de energia com emissão zero de carbono, porém ela utiliza fontes geotérmicas para alimentação do ciclo Kalina. Como no Brasil este tipo de fonte de energia não é viável, a escolha do biocombustível produzido a partir dos fotobiorreatores torna-se uma solução interessante para este processo do ponto de vista econômico e ambiental.

Para o desenvolvimento e execução do projeto, a equipe é formada por 3 (três) estudantes de Engenharia Mecânica da Universidade Federal da Bahia e 1 (um) doutor em Engenharia Mecânica, especialista na área energética e térmica. Todos os estudantes possuem experiência na área de Desenvolvimento Integrado de Produtos (DIP), em projetos de inovação tecnológica, projetos de empresas nacionais (Braskem, Chemtech, Projemec) e internacionais (Bosch), e em projetos pessoais, um dos quais foi premiado na última edição do Concurso Ideias Inovadoras 2014 da Fapesb (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia).

Além disso, os alunos possuem: capacitação em softwares CAD (Computer Aided Design), CAE (Computer Aided Engineering), EES (Engineering Equation Solver), entre outros; experiência internacional, no âmbito do Programa Ciências Sem Fronteiras, na Alemanha, Canadá e Portugal; cursos de empreendedorismo, análise de viabilidade de projetos, gerenciamento de projetos, modelos de negócios (Canvas), gestão de projetos, propriedade intelectual, entre outros. Isto capacita a equipe para a realização do projeto e confere um alto potencial de sucesso e consolidação.



ABSTRACT

The project “Zero Carbon Emission: Electric power generation through Photobioreactors and a Kalina cycle” major goal is to solve the problem of energy shortages, through a power generation with zero carbon emission. The project aims a higher efficiency in the production of renewable fuel than currently performed with biofuels from castor bean, sugar cane, corn and canola, and also higher power generation efficiency than traditional Rankine cycles.

The new Photobioreactor concept was developed through Product Development Methodologies and tools that are utilized in many innovation projects undertaken by team members previously. The equipment has some characteristics aimed at a larger scale production in order to meet production demand for power generation through the Kalina cycle requirements. The cost of the photobioreactor prototype was estimated and assessed at about R$ 2.000,00 (two thousand reais), with an acceptable value for subsequent production of such equipment for this application. Because it is an innovative design, the product’s patent was filed with the INPI (National Institute of Industrial Property).

The Kalina cycle, although recent developed, has its own developed equipment, easily found at the market, thereby facilitating its purchase and installation. Thus, the project objective can be achieved, once the design team developed the new photobioreactor concept and got knowledge in the Kalina cycle.

Currently, there are no companies in our country (Brazil) capable of performing this type of power generation. On a global scale, there is one power generation plant with zero carbon emission, located in Germany, but it uses geothermal power sources for the Kalina Cycle. Because in Brazil this type of power source (geothermal) is not feasible, the choice of biofuel produced from photobioreactors becomes an interesting solution to this process from an economic and environmental point of view.

Finally, to develop and execute the project, the team consists of three (3) Mechanical Engineering Students of the Federal University of Bahia and one (1) PhD in Mechanical Engineering, specialized on energy and thermal field. All students have an extensive knowledge and experience in Integrated Development Product (IDP); in technological innovation projects; great national companies projects (such as: BRASKEM, Chemtech, Projemec); Multinational Project companies (as Bosch GmbH); and in independent projects, one of then being awarded in last year’s competition Innovative Ideas 2014 FAPESB (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia).



In addition, the students have: years of experience in CAD (Computer Aided Design), CAE (Computer Aided Engineering) and EES (Engineering Equation Solver) softwares, among others; international experience within the program Science Without Borders in Germany, Canada and Portugal; training: entrepreneurship courses, project feasibility analysis, project management, business models generation (CANVAS), project management, intellectual property, and others. This enables the team to carry out the project and provides a great potential of success and consolidation.

1. INTRODUÇÃO / JUSTIFICATIVA

Questões climáticas e energéticas estão sempre entre os principais temas discutidos mundialmente. Ambos são considerados os maiores desafios políticos das próximas décadas, pois envolvem interesses de diversos países nas áreas econômicas, sociais e ambientais. Isto se torna claro ao observar o número de conferências mundiais organizadas, anualmente, por diversos países e pela Organização das Nações Unidas (ONU), para discutir, propor melhorias e/ou soluções para as questões supracitadas. Em geral, a redução no consumo de combustíveis fósseis, na emissão específica de CO2 e no consumo específico de água são requisitos mandatórios para todos os países.

Os prejuízos causados pelas fontes de energia não renováveis são cada vez mais visíveis, por isso, tanto os governos quanto a população, estão cada vez mais preocupados e dispostos a obter fontes energéticas alternativas. Em 2014, foram investidos cerca de US$ 300 bilhões em energias renováveis em todo o mundo, segundo o Renewable Energy Country Atractiveness (RECAI). No ranking mundial do RECAI, o Brasil está em 9° lugar, sendo um dos principais países na América Latina a investir em fontes de energias alternativas. Considerando apenas a biomassa, o Brasil sobe para o 4° lugar no ranking.

Os combustíveis fósseis são, atualmente, a principal fonte de energia utilizada no transporte e na produção de energia elétrica em escala mundial. Com uma cultura de consumo crescente e o desenvolvimento de indústrias que tornam bens eletrônicos e automóveis mais acessíveis, o resultado é o maior consumo de energia que, além de esgotar os combustíveis fósseis, contribuem para o aumento de emissão de gases responsáveis pelo efeito estufa e consequente aquecimento global.



O uso do biodiesel surge como uma solução renovável aos combustíveis fósseis, mas com apelo ambiental questionável para aqueles que são produzidos a partir de culturas alimentares. Cada hectare utilizado para a produção de biodiesel representa uma área de plantação que está deixando de ser utilizada para a produção de alimentos, o que leva ao aumento de preço dos produtos utilizados na alimentação básica. A ONU expressa uma forte desaprovação do uso de culturas alimentares (milho, soja, cana-de-açúcar, entre outras) para biocombustíveis, devido à interferência no preço dos alimentos e no aumento a escassez destes. Com a produção de biocombustível a partir das microalgas geradas em fotobiorreatores, esse problema pode ser evitado, reduzindo-se assim a pressão em um dos grandes problemas sociais mundiais, a fome.

O projeto “Emissão Zero de Carbono: geração de energia elétrica por meio de um ciclo Kalina e fotobiorreatores” está inserido no contexto de alternativas para as energias não renováveis e da redução dos impactos ambientais. A proposta é utilizar na indústria uma forma de geração de energia limpa e eficiente, sem aumentar as emissões de carbono, os quais são os principais responsáveis pelos impactos causados no ambiente. Para isto, propõe-se a utilização do biocombustível produzido em fotobiorreatores, o qual apresenta maior eficiência na produção do combustível renovável do que a realizada atualmente com biocombustíveis provenientes da mamona, cana, milho e canola.

O fotobiorreator funciona aproveitando o CO2 rejeitado de processos (industriais, por exemplo), utilizando-o no seu processo e emitindo O2 para a atmosfera, o que caracteriza a emissão zero de carbono. A seleção deste equipamento para produção de biomassa e, posteriormente, biocombustível, pode ser explicada, principalmente, devido a sua produtividade, a qual é muito maior do que as outras atuais fontes de produção (100 a 300 vezes maior que produção de biodiesel por milho; 80 a 250 vezes maior que produção de biodiesel por soja; 55 a 160 vezes maior que produção de biodiesel por canola; 2 a 6 vezes maior que produção de biodiesel por mamona) (Zebib, 2008). Porém, os atuais fotobiorreatores apresentam um alto valor e complexidade, não justificando, ainda, sua utilização em muitas aplicações. Dessa forma, para viabilizar a produção do biocombustível, esta proposta contempla o desenvolvimento de um novo fotobiorreator.

Como complemento do projeto, para a geração da energia é proposta a utilização do ciclo Kalina utilizando o biocombustível produzido nos fotobiorreatores. O ciclo Kalina, apesar de não ser comum, é sugerido, pois apresenta maior eficiência na



geração de energia do que os ciclos que operam com vapor d´água ou ORC (Organic Rankine Circuit - Ciclo Orgânico de Rankine). O fluido utilizado no Ciclo Kalina (mistura de água e amônia) é seguro para a aplicação desejada e existem materiais que não sofrem corrosão com esta mistura, como o titânio 6Al-4V. Além disto, este ciclo não necessita de grandes espaços para a sua implantação e produção, podendo ser instalado próximo às fontes alimentadoras dos fotobiorreatores.

Desta forma, o projeto proposto visa o desenvolvimento de um novo produto (fotobiorreator) para a produção de biocombustível, o qual será utilizado em um Ciclo Kalina de produção energética, obtendo-se assim resultados e impactos positivos na economia e no meio ambiente.

2. OBJETIVO

O objetivo principal da proposta é a produção de energia limpa através do Ciclo Kalina e do biocombustível produzido a partir de fotobiorreatores. Além da energia limpa, análises preliminares apontam que este novo processo apresenta também maior eficiência na geração de energia (comparado a ciclos Rankines tradicionais) e maior eficiência de produção do biocombustível renovável (comparado aos biocombustíveis provenientes da mamona, cana, milho e canola).

Para isto, será necessário, inicialmente, o desenvolvimento de um modelo de fotobiorreator que apresente melhores características técnicas (baixa complexidade, maior produção, entre outros) e menor custo, quando comparado aos equipamentos existentes no mercado atualmente. Em seguida, será analisada a utilização do biocombustível produzido no novo fotobiorreator no ciclo Kalina para produção de energia, formando assim o principal objetivo do projeto, que é a produção de energia limpa, com emissão zero de carbono.

Os principais objetivos deste projeto estão alinhados com a preocupação ambiental e com a necessidade de inserir fontes de energias alternativas na matriz energética nacional, principalmente no setor industrial. Ao final do projeto, espera-se que os resultados obtidos contribuam em diversos aspectos para o país, como: redução da poluição ambiental a partir da produção de uma energia limpa, desenvolvimento de tecnologias nacionais, licenciamento da tecnologia (royaltes da patente), incentivo a inovação na Bahia e no Brasil, incentivo ao empreendedorismo e criação de empresas, criação de usinas energéticas no estado, geração de empregos, entre outras.



3. APLICAÇÃO DA IDEIA PROPOSTA

A ideia proposta visa ser aplicada, inicialmente, em indústrias e polos industriais, por dois motivos: reduzir a poluição local a partir do uso do CO2 dos processos industriais como matéria-prima para geração de biocombustível (alimentar a fotossíntese das microalgas nos fotobiorreatores) e pela proximidade com o local de consumo da energia elétrica. Planta de geração de energia próxima ao local de utilização, como proposto, é o ideal, pois não é necessário o investimento em grandes e complexas redes elétricas de distribuição.

Outra possibilidade é a utilização deste projeto em áreas afastadas ou isoladas, através da construção destas plantas como fonte de energia. Como exemplo, podemos citar a utilização deste projeto em cidades do interior do Brasil, para que gerem a sua própria energia, especialmente nas regiões áridas, sem fertilidade e com altas taxas de luminosidade, como a região Nordeste do país.

Por fim, a população em geral também é beneficiada e cliente indireto deste projeto, visto que as taxas de emissões de CO2 para a atmosfera serão reduzidas, diminuindo consideravelmente os problemas ambientais provenientes do uso de combustíveis fósseis não renováveis.

4. DESCRIÇÃO TÉCNICA DA IDEIA PROPOSTA

O novo fotobiorreator de placas proposto para este projeto tem o objetivo de produzir microalgas em larga escala, podendo ser utilizado em nível industrial. Para isto, o projeto do novo fotobiorreator foi realizado utilizando a metodologia de desenvolvimento de produtos apresentada, com o objetivo de obter um produto com as características desejadas para a aplicação.

Inicialmente foram avaliadas as concepções de produtos existentes para melhor compreensão técnica do produto. Com estas informações, foram aplicadas algumas ferramentas de desenvolvimento (brainstorming, benchmarking, paired comparison, black box method, utility analysis e VDI 2221) para definição dos principais requisitos dos projetos, sendo os mais importantes: custo, uso de materiais recicláveis, materiais inertes e resistentes à pH, alta relação área/volume, escoamento que gere vórtice e maior captura de luz possível.



Figura 1 – Definição da função do fotobiorreator pelo Método Black Box.

A definição dos principais requisitos é um dos passos mais importantes, devido às concepções do produto serem criadas a partir destes, satisfazendo assim as necessidades do produto, processo e cliente. No geral, os requisitos geométricos e funcionais foram os mais importantes no desenvolvimento do fotobiorreator.

O conceito final do fotobiorreator possui geometrias de baixo nível de complexidade de fabricação, com o objetivo de diminuir os custos de produção do invento, além de apresentar componentes de fácil substituição no mercado (peças padrões), o que reduz os custos de manutenção. Outra diferenciação é o uso de materiais poliméricos para sua fabricação, como o polietileno e acrílico, pois são recicláveis, não apresentam corrosão elevada como os metais e não reagem com o processo.

Figura 2 – Conceito final do fotobiorreator.

Para garantir a segurança e estrutura do produto foram realizadas, durante as etapas de desenvolvimento de produtos, análises estruturais (utilizando o Método dos Elementos Finitos) e cálculos de forças nas juntas, torque de aperto dos parafusos e dimensionamento e seleção dos parafusos.



Figura 3 – Resultados preliminares das análises estruturais usando o Método dos Elementos Finitos (deslocamento máximo e tensão máxima

de Von Mises, respectivamente).

Dessa forma, com o projeto do fotobiorreator finalizado é possível verificar que o equipamento será capaz de criar um novo segmento de mercado na indústria energética brasileira. Devido à sua diferenciação dos demais modelos existentes, o modelo é passível de patente e um pedido de depósito foi encaminhado, em parceria com a empresa Balga Tecnologia Ambiental, para apreciação pelo INPI (BR 10 2015 010365 4).

A tecnologia utilizada no desenvolvimento do fotobiorreator é acessível, pois as maiores mudanças no modelo gerado foram no seu conceito, layout e acessórios, sendo utilizados materiais e peças padrões encontradas no mercado, sem necessidade de produção especial para tal.

Com o objetivo de aplicar este novo fotobiorreator em uma produção em larga escala (produzindo biocombustíveis provenientes das microalgas) foi idealizada nessa proposta a utilização do ciclo Kalina para produção de energia.

O ciclo de potência Kalina é uma das tecnologias mais eficientes de conversão de calor em eletricidade em temperaturas de aproximadamente 100°C até 200°C (Exorka, 2008). A eficiência térmica do ciclo Kalina é considerada maior do que os outros circuitos que operam com vapor d’água ou ORC (Organic Rankine Circuit - Ciclo Orgânico de Rankine) e, trabalhando ainda com baixas temperaturas, irá possibilitar uma operação economicamente eficiente da planta (Siemens, 2005).



Figura 4 – Exemplo de um Ciclo Kalina (Borget Junior, 2003).

Comparando com o convencional ciclo Rankine, o ciclo de potência Kalina pode oferecer ganhos de eficiência de até 50% para gerações a partir de fontes com temperatura entre 150°C e 210°C. Ganhos de 20% podem ser atingidos com seu uso em outros processos, como, por exemplo, na cogeração (Mlcak, 1996).

As plantas do tipo Kalina têm como fluido de trabalho uma mistura de água e amônia, fator este que diminui o seu ponto de ebulição, permitindo desta forma que trabalhe a temperaturas mais baixas do que os ciclos de potência que operam somente com água como fluido de trabalho (como é o caso do tradicional ciclo Rankine). A amônia possui a característica de evaporar a temperaturas bem menores do que a água, tornando-se assim uma substância capaz de recuperar calor a partir de fontes de baixa temperatura.

Figura 5 - Diagrama de fase amônia-água (Mlcak, 1996).



A temperatura de congelamento da amônia é de -78°C, enquanto a da água é de 0°C. Sua temperatura de ebulição, a uma concentração 100% é de 20°C. Devido ao baixo ponto de ebulição da amônia, o ciclo Kalina tem a capacidade de operar em baixas temperaturas, conseguindo recuperar, por exemplo, calor a partir de fontes energéticas de até 90°C. Por estes motivos, os ciclos Kalina possuem atrativa aplicação em ciclos finais de usinas de cogeração e em alguns sistemas geotérmicos.

Atualmente, poucas plantas no mundo estão operando por meio do processo Kalina, pois este apresenta maior complexidade e seu conhecimento ainda é recente (a primeira planta comercial do ciclo Kalina foi instalada em 1998 em uma aplicação de cogeração em Kashima, no Japão). Entretanto, as que utilizam este ciclo apresentam resultados com maior eficiência. Um exemplo é a planta de Unterhaching, na Alemanha, a qual utiliza o ciclo Kalina e energia geotérmica, sendo considerada uma planta de geração de energia com emissão zero de carbono. Sua geração inicial será de 3,36 MW (Siemens, 2005).

No Brasil, o uso de energia geotérmica ainda é muito baixo. Como o terreno brasileiro é bastante antigo, não possui formações que tornam possíveis as rochas derretidas ou magma estarem mais próximas à superfície, sendo necessário mais trabalho, estrutura e gastos para atingir um nível considerado suficiente para este tipo de produção. Desta forma, avaliou-se a utilização de biocombustíveis provenientes de microalgas, produzidos a partir dos fotobiorreatores. Com o ciclo Kalina e os biocombustíveis produzidos a partir dos fotobiorreatores, será possível realizar a geração de energia com emissão zero de carbono, objetivo principal desta proposta.

As plantas do tipo binário, como as do ciclo Kalina que operam em alta e média entalpia, possuem uma boa relação custo-benefício e recursos confiáveis (IGG 2004). Estas plantas são construídas em pequenos sistemas modulares que vão desde centenas de kW até alguns MW de capacidade de geração. Além disso, é avaliado que as plantas do ciclo Kalina custem menos para serem construídas do que as plantas do ciclo Rankine de mesma potência, sendo possível uma economia de até 30% na construção das plantas do ciclo Kalina (Mlcak, 1996).



5. METODOLOGIA

O projeto proposto (Emissão Zero de Carbono: Geração de energia elétrica por meio de um ciclo Kalina com Fotobiorreatores) está sendo desenvolvido em duas etapas: o desenvolvimento do novo modelo de fotobiorreator (inovação de produto) e a análise térmica do ciclo (inovação de processo). Dessa forma, duas metodologias também estão sendo utilizadas, cada uma para uma etapa do projeto.

No desenvolvimento do novo modelo de fotobiorreator, com o objetivo de torná-lo viável economicamente e com melhores resultados, está sendo utilizada a metodologia de Desenvolvimento Integrado de Produto (DIP), a qual é muito usada em grandes empresas nacionais e internacionais. Esta metodologia divide o desenvolvimento do produto em 4 (quatro) etapas de projeto: Informacional, Conceitual, Preliminar e Detalhado.

No projeto Informacional são obtidas todas as informações possíveis sobre aquele problema e é realizado um levantamento do que existe no mercado. Esta primeira etapa é de grande importância, pois se verifica a viabilidade da continuidade do projeto. Em relação ao produto idealizado, foram realizadas pesquisas na internet, revistas, teses de mestrado e doutorado e em sites de empresas especializadas, como da Subitec GmbH. Números e informações bem interessantes foram obtidos, fortalecendo e gerando novas ideias para resolução do problema. Também foram realizadas buscas de anterioridade nos sites do INPI e Espacenet. Os principais resultados dessa primeira etapa foram: definição do ciclo de vida do produto e seus clientes externos (indústrias químicas e petroquímicas, usinas e plantações de açúcar, fazendeiros e população em geral) e internos (projetistas, fabricantes, empresas de energia, entre outros), levantamento e ordenação das necessidades dos clientes e os requisitos de projeto.

No projeto Conceitual, a partir das informações obtidas e dos dados definidos na etapa anterior, define-se a melhor concepção para o produto. Usando algumas ferramentas (Síntese Funcional, Método da Matriz Morfológica) foram gerados conceitos para resolução do problema e, posteriormente, escolhida a solução mais adequada para sua resolução.



No projeto preliminar, com a concepção escolhida, define-se o layout preliminar do produto, avaliando-se o arranjo geral e a compatibilidade espacial. Algumas ferramentas de apoio também foram usadas (softwares de modelagem CAD e de simulações). O objetivo final é a obtenção de um produto definido, para minimizar os erros que podem ocorrer quando for produzido o protótipo e testes.

No projeto Detalhado, última etapa de projeto da metodologia usada para desenvolvimento de produtos, são definidos todos os detalhes do produto (materiais, formas, dimensões), gerado desenhos de fabricação e especificações de fabricação/instalação. Com isto é possível fabricar o protótipo para testá-lo e, se necessário, realizar os ajustes necessários no projeto. Toda etapa de desenvolvimento de produto foi realizada, estando o projeto atualmente na fase de construção e teste do protótipo, para avaliação dos resultados iniciais do fotobiorreator.

Na análise térmica do ciclo, a metodologia a ser utilizada neste projeto está fundamentada na aplicação da análise exergética de processos (emprego combinado da Primeira e Segunda Lei da Termodinâmica) e equações de transferência de calor para analisar as melhores configurações do ciclo Kalina e da produção gerada pelo fotobiorreator.

As atividades de pesquisa compreendem o desenvolvimento de modelos matemáticos, bem como a proposição e aplicação de indicadores de melhoria de desempenho. Os modelos matemáticos são compostos por: balanços de massa, energia, entropia, exergia e custos para as configurações analisadas; correlações para determinação de propriedades termodinâmicas e de transporte envolvidas nos processos analisados; modelos de predição de parâmetros de desempenho/comportamento de equipamentos, tais como efetividade, rendimentos, mapas de desempenho e taxas de conversão; e, métodos de otimização (se necessário). A utilização de softwares de engenharia, como o EES (Engineering Equation Solver), para estas atividades, contribui com resultados mais coerentes e eficazes.

Após a execução destas atividades, a análise energética é complementada com uma análise econômica, com o objetivo de verificar a viabilidade econômica do projeto e do processo em específico.



6. CONCLUSÕES

O principal resultado esperado com este projeto é solucionar o problema da escassez de energia elétrica, através de uma produção de energia com emissão zero de carbono, com uma maior eficiência na produção do combustível renovável do que a realizada atualmente com biocombustíveis provenientes da mamona, cana, milho e canola, e, também, com maior eficiência na geração de energia do que em ciclos Rankine tradicionais. Também são esperados importantes resultados e impactos positivos e significativos nas áreas tecnológica, social, econômica e, principalmente, ambiental.

No âmbito tecnológico, o principal impacto com este projeto é o desenvolvimento da tecnologia e know-how nacional na área energética, através da geração de energia com o ciclo Kalina e a biomassa proveniente do fotobiorreator. Isto é importante, pois a tecnologia nacional irá reduzir os custos de implementação deste projeto em todo o território brasileiro.

O desenvolvimento de um novo fotobiorreator é um dos grandes diferenciais, visto que a maioria dos fotobiorreatores existentes é incapaz de operar de forma comercial e serve apenas para fins de pesquisa. Dessa forma, o que é produzido não apresenta competitividade para a obtenção de uma fonte alternativa de energia, se comparado às fontes mais tradicionais.

No âmbito econômico, o projeto apresenta importantes impactos para o estado da Bahia e para o Brasil, como: criação e desenvolvimento de novas usinas energéticas e de novos recursos financeiros na economia. Além disso, o incentivo da cultura empreendedora, através do desenvolvimento deste projeto e da possibilidade de criação de negócios a partir dele, também é de grande importância econômica.

Outros fatores indiretos, mas que também podem trazer impactos econômicos, são: licenciamento da tecnologia protegida (royalties da patente do produto e processo), geração e venda de energia limpa, desenvolvimento de novas pesquisas a partir deste projeto, entre outros.

No âmbito social, o impacto deste projeto no nordeste e semiárido brasileiro é bastante concreto, visto que essas são as melhores localizações para implementação das plantas de fotobiorreatores, devido à incidência de luz solar, a qual é a principal fonte para a fotossíntese das microalgas. A instalação dessas



plantas e, consequentemente, de usinas de energia irá criar novos empregos na região, permitindo contribuir na melhoria da qualidade de vida das pessoas daquelas localidades.

Ambientalmente, o uso de fotobiorreator para o cultivo de microalgas e obtenção de biomassa e biodiesel se apresenta promissor devido à baixa quantidade de água utilizada nesse processo, menor perda de água devido à evaporação e às excelentes propriedades das microalgas para a extração do biodiesel. Pode-se citar também que a utilização deste equipamento com o ciclo Kalina para a geração de energia com emissão zero contribui direta e significativamente para a redução do efeito estufa e suas consequências ambientais para o planeta.

Por fim, este projeto também pretende estimular a formação de profissionais inovadores no Estado da Bahia, promovendo a geração de conhecimento e de novos projetos e possíveis propriedades intelectuais, com tecnologia brasileira.

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REFRIGERAÇÃO AUTOMOTIVA, UMA NOVA SOLUÇÃO

Bruno Rodrigues, Fernanda Vieira, Gabriel Magalhães, João Simões, Raony Santana (Graduandos em Engenharia),

Antonio José Mendonça Fereira (Prof. Orientador)


Este Projeto foi preparado para apresentação no Prêmio Arlindo Fragoso de Tecnologia e Inovação 2015, realizada no período de 21 a 23 de outubro de 2015, em Salvador/BA. Este Projeto foi selecionado para apresentação pela Comissão Julgadora do Prêmio, seguindo as informações contidas na sinopse submetida pelo(s) autor(es). O conteúdo do Projeto, como apresentado, não foi revisado pelo CREA/BA. Os organizadores não irão traduzir ou corrigir os textos recebidos. O material, conforme apresentado, não necessariamente reflete as opiniões do CREA/BA e da Comissão Julgadora. É de conhecimento e aprovação do(s) autor(es) que este Projeto seja publicado no livro comemorativo do Prêmio Arlindo Fragoso de Tecnologia e Inovação 2015.

RESUMO

A empresa Icetec inova ao apresentar uma solução de refrigeração automotiva de baixo consumo, aperfeiçoando a eficiência energética de um veículo automotor, que por sua vez trará economia de combustível e consequentemente uma diminuição na emissão de gases poluentes. Considerando a perda de potência gerada por um ar-condicionado convencional, que resulta em um déficit de energia dedicada à movimentação do carro, com a utilização desse novo sistema conseguimos manter essa capacidade de movimentação presente a qualquer instante, independentemente sistema de refrigeração estar ativo.



1. INTRODUÇÃO

O presente projeto, intitulado Icetech, proporá uma alternativa para o sistema de refrigeração automotivo, dispensando o compressor atrelado à corrente de comando, com o intuito de reduzir o alto consumo energético fornecido pela principal fonte motriz –, o motor a combustão do automóvel.

2. OBJETIVOS

Reduzir custos energéticos do sistema de refrigeração automotivo, com nicho inicial nos automóveis com características populares, de baixa potência (até 100 cv).

3. DESCRIÇÃO TÉCNICA DA IDEIA PROPOSTA

O ciclo de refrigeração por absorção foi patenteado pelo francês Ferdinand Carré em 1860 e, desde os primeiros equipamentos, o desenvolvimento tecnológico trouxe benefícios à população sem condições econômicas. Segundo Dorgan et al (1995), os sintomas por absorção necessitam de menor consumo de energia elétrica quando comparados a vapor; as plantas de absorção são silenciosas e livres de vibração; o calor recuperação pode ser utilizado como insumo energético (em substituição ao trabalho mecânica) em ciclos de refrigeração de absorção; plantas de absorção não causam danos à camada de ozônio e podem ter menor impacto no aquecimento global do que outras opções. Plantas de absorção são economicamente atrativas quando os custos dos combustíveis são substancialmente menores que os de energia elétrica, como custo de combustível de 12 a 20% do custo da energia elétrica.

Em um ciclo de refrigeração por compressão de vapor, método aplicado em sistema de condicionamento de ar automotivo, o compressor aspira o vapor do fluido refrigerante formado no evaporador e o comprime até um estado de fácil condensação. Porém, em um ciclo de absorção, é utilizada uma solução binária concentrada para absorver o vapor refrigerante formado no evaporador, sendo o produto desse processo bombeado para o gerador, onde o vapor refrigerante se separa da solução. Pelo método de absorção, o fluido tem menor volume especifico; logo é necessário menos potência para manter o mesmo nível de pressão no sistema, tendo apenas a contrapartida de uma fonte de calor para balancear a entrada energética. Para geração de vapor de fluido refrigerante, a principal fonte



térmica será o sistema de escapamento no qual a instalação de um trocador de calor é imprescindível para a captação do calor dos gases de exaustão liberados pela combustão no motor.

Comparando com os métodos convencionais de refrigeração automotiva, não haverá a necessidade da utilização de embreagem magnética para conectar com os movimentos do motor para o funcionamento do compressor, pois a fonte de energia não será pelo trabalho do motor e sim pelo calor do escapamento. Abaixo, a imagem mostra o funcionamento de uma refrigeração por absorção:

Figura 1 – Refrigeração por absorção.

4. METODOLOGIA

Para a efetuação da metodologia, utilizaremos o modelo do ciclo PDCA que tem como principal objetivo separar em etapas todo o processo construtivo de um projeto. No planejamento faremos um plano de diretrizes de como serão as estratégias e o levantamento e análises das informações. Na execução, ocorrerá tudo aqui planejado, gerando a necessidade de avaliar a qualidade do que está sendo feito e nos levando à etapa de checagem. Nessa etapa serão feitos a verificação do que foi feito e a comparação do projeto com o resultado final e possíveis falhas que possam ter ocorrido durante o processo. E por fim, a análise implica na necessidade de ação e na correção das divergências encontradas.

Para a realização da ideia proposta, iremos efetuar estudos estruturais em automóveis populares de diversas marcas comercializadas nacionalmente, observando a disposição dos elementos armazenados na parte frontal de sua estrutura, a fim de se criar um mapa de espaços disponíveis para implantação dos



componentes, que, por sua vez, serão criados e modelados em ferramentas CAD para a perfeita implementação em cada modelo de veículo, finalizando, assim, a primeira etapa –, pesquisa.

Já para segunda etapa, prototipagem, usaremos técnicas de fabricação para materialização dos componentes, a fim de dispô-los a testes em laboratórios, visando analisar desempenho, eficiência energética e possíveis falhas em protótipos não integrados aos carros, ajustando possíveis parâmetros ou falhas fora do planejamento.

A terceira etapa se dá pela avaliação de todos os dados fornecidos pelos testes da prototipagem, estabelecendo padrões aceitáveis para o perfeito funcionamento.

Com todos os parâmetros ajustados, aplicaremos em um sistema real e, de acordo com o desempenho do mesmo, serão feitos ajustagens e aperfeiçoamentos na quarta etapa.

Após realização das etapas anteriores, e obtendo êxito, idealizaremos um plano comercial para divulgação, parcerias com montadoras, comercialização particular.

5. CONCLUSÕES

Com o Icetech propomos uma alternativa de um sistema de refrigeração por absorção exclusivo para a utilização automotiva. Este projeto introduz um novo conceito de aproveitamento energético para subsistemas do carro. Além de reduzir a frequência de abastecimento pelo motorista, ocasionando diminuição do consumo de combustíveis fósseis, há um oferecimento do conforto para carros populares levando a uma aproximação de igualdade padronizada entre automóveis com características e tecnologias superiores.



NOVO SISTEMA FOTOELETROLÍTICO PARA TRATAMENTO DE REJEITO SANITÁRIO DE

ORIGEM HUMANA

Dyego Martins, Iasmin Campos (Graduandos de Engenharia), Manoel Bertino Francislei Santos (Prof. Msc. Orientador)

RESUMO

BOOGS et all. (2009) afirma que um dos principais compostos da urina é a ureia, de fórmula química CO(NH2)2 (ou CH4N2O), e, por esta molécula conter hidrogênios, poderia ser uma eventual fonte, em vez da extração do hidrogênio direto da água.

A quebra da molécula de ureia é feita com uma tensão em torno de 0,37V, enquanto que para quebrar a molécula de água é necessário uma tensão de 1,23V, que gera o hidrogênio de alta pureza.

A proposta tecnológica nesse trabalho é resultado da aplicação de uma tecnologia em patente (BR 10 2015 032448 0), que consiste no uso de placas fotovoltaicas que alimentam a diferença de potencial do meio eletrolítico constituído de urina humana para geração de gás hidrogênio que, nesse trabalho proposto, alimenta um processo de combustão do gás hidrogênio para incineração das fezes humana. Hidrogênio de alta pureza tem aplicações no setor de energia, meio ambiente e sanitária, além de outros. A Figura 1 ilustra o protótipo constituído por um vaso reator com urina humana (1), um anodo (2) e um catodo (3); fios condutores elétricos (4 e 5), placa fotovoltaica (7); tubo em U (6) sob iluminação direta do sol (8), constituindo um sistema sustentável, ambientalmente correto, eficiente e de baixo custo tecnológico de geração do gás hidrogênio de alta pureza que é altamente inflamável.



Figura 1 – Geração de hidrogênio por foto-eletrólise da urina humana.

A tecnologia proposta está descrita na sequência a seguir: Passo 1 – captar-se energia solar. Passo 2 e 3 – Converter energia solar em energia elétrica por meio de uma placa fotovoltaica com tensão de 12Volts. Passos 4, 5 e 6 – Alimentar uma célula eletrolítica cujo meio eletrolítico é a urina humana. Passo 7 – Combustão do gás hidrogênio para liberação de calor. Passo 8 – Incinerar as fezes e rejeitos (papel higiênico) do processo de higiene sanitário.

Figura 2 – Nova tecnologia de tratamento dos rejeitos sanitários.

A tecnologia proposta apresenta alta eficiência na geração de gás hidrogênio de alta pureza. As próximas etapas consistem em projetar o incinerador e dimensionar o sistema proposto para atender a prédios e conjuntos habitacionais e vender a tecnologia na forma de serviço para o Governo na forma de Política de Saneamento e/ou vender o equipamento com apoio da iniciativa privada.



ANÁLISE DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO CONCRETO COM ADIÇÃO DE FIBRAS DE

PAPEL PROVENIENTES DE SACOS DE CIMENTO TRITURADOS

Newton José Curvelo Soares Júnior (Graduanda em Eng. Civil), Landson Soares Marques (Graduanda em Eng. de Minas)

RESUMO

Analisar a resistência à compressão do concreto é um fator crucial nos cálculos de estruturas utilizando este elemento, principalmente com a adição de elementos estranhos à sua elaboração usual. Sua variação está ligada diretamente ao consumo do cimento e este insumo, ao ser utilizado, gera como resíduo o seu saco, que não pode ser descartado como lixo comum. O presente trabalho busca analisar a resistência à compressão do concreto com a utilização das fibras de celulose do saco de cimento na elaboração da mistura do mesmo, verificando sua influência e buscando, assim, uma alternativa de evitar o descarte deste resíduo. Desta forma, foram elaborados corpos de prova seguindo esse procedimento. A fibra de celulose foi preparada a partir da trituração do saco de cimento e incorporada em percentuais crescentes no concreto utilizado na moldagem dos corpos de prova. Estes foram posteriormente submetidos ao teste de compressão padrão até as suas respectivas rupturas, resultando em dados de resistência à compressão para diversas proporções de incorporação e, possibilitando a análise comparativa entre estas.

Aos 28 dias de idade do concreto com incorporação de 25% das fibras, registrou-se em um acréscimo de 24,05% na resistência, alcançando 21,17 MPa contra 17,07 MPa do concreto sem a mesma. Entre as proporções de 100% e 0%, chegou-se a uma acréscimo de 3,23% com a incorporação, que, em conjunto com a diferença inferior a 0,01% para proporção de 75%, demonstrou que a incorporação entre 75% e 100% leva a valores de resistência muito próximos aos do concreto sem incorporação.



CONSTRUECO: CONSTRUÇÃO COM SUSTENTABILIDADE AMBIENTAL

Maria Felsembourgh, Lorena L. Oliveira, Ariane A. Silva (Graduandas em Eng. de Produção),

Genivaldo Barbosa (Prof. Especialista Orientador)

RESUMO

O Século XXI trouxe à tona a necessidade de repensar os processos e usos dos recursos naturais visando à redução de custos e consumo e, simultaneamente, garantindo o desenvolvimento social. Isto só é possível por meio da inovação tecnológica. As novas relações do consumo impactam diretamente no processo produtivo, trazendo aos profissionais desta época o desafio de encontrar soluções que viabilizem esta demanda. O Projeto ContruEco – construindo com sustentabilidade ambiental – foi o caminho encontrado por um grupo de estudantes do Curso de Engenharia de Produção da Faculdade Universo para tornar este sonho uma realidade. O foco é o manejo, reciclagem e reuso dos resíduos sólidos das construções civis.

O ConstruEco é fruto da urgente necessidade da comunidade de descartar os resíduos de obras e reformas, que contrasta com as questões de sustentabilidade ambiental e uso racional de recursos. Propõe-se aqui um serviço online de coleta e descarte de entulhos e sobras de materiais da construção civil e o consequente reaproveitamento e reuso destes resíduos.

Dois tipos principais de personagens, ou clientes, surgem na proposta: (i) o doador, que necessita de um serviço responsável que lhe proporcione coleta e descarte adequado do seu entulho, e o (ii) receptor, que necessita de pequenas quantidades de material e pode reutilizar os restos de construções, ou que busca por entulho para obras de terraplanagem e outros fins.

O projeto propõe a criação de um aplicativo que disponibilize interações entre doador e receptor, garantindo um serviço agendado de coleta e entrega. Questões como pontualidade, assiduidade, zelo, comprometimento, dedicação e responsabilidade socioambiental são a bandeira da ConstruEco e tidas como essenciais ao seu sucesso. O aplicativo oferecerá aos clientes, sejam eles doadores ou receptores, uma plataforma prática e simples para seu cadastro, anúncios de



possibilidades de doações/recepções, captações deste material, e contrato de serviços de frete/carga. Integrado ao sistema bancário, permitiria ainda facilidade e rapidez no pagamento, sem intermediadores. Assim, é possível operá-lo com um número bastante reduzido de mão de obra, o que garante baixo custo.

A logística funcionará da forma eficiente, pois este “escambo” será realizado entre doador-receptores próximos geograficamente. Isto será otimizado pelo cruzamento de dados realizado pelo aplicativo e pela negociação direta entre as partes interessadas no mundo virtual. A princípio os doadores – clientes portadores de sobras de material para doação – não terão custos e ainda poderão ser bonificados com descontos quando da contratação de serviços por meio do aplicativo. Além disto, o receptor paga por volume, ou seja, os custos serão calculados a partir da quantidade de material a ser transportado e da distância que o separa do doador. Todos serão beneficiados com uma solução simples e prática, que atende às suas necessidades de forma individualizada, garantindo o descarte/aquisição do material com economia.

O receptor torna-se responsável pelo destino do resíduo ao firmar o contrato com o doador no ambiente virtual. O projeto se propõe a viabilizar procedimentos que permitam que os resíduos sólidos oferecidos via aplicativo e que não possuírem receptor findo o prazo de 30 dias sejam classificados e descartados em locais apropriados e regulamentados, sendo passíveis de reuso em obras de terraplanagens, usinas de reciclagem, produção de tijolos e argamassas, entre outros. Neste caso, o doador arca apenas com os custos de transporte.

A criação e implementação da ConstruEco no mercado da construção civil permitirá uma considerável redução nos impactos ambientais provocados quando estes resíduos são descartados de forma inadequada, o que infelizmente ainda é bastante comum no Brasil.



GERAÇÃO DISTRIBUÍDA: UM ESTUDO DO POTENCIAL DE UTILIZAÇÃO DE SENSORES

PIEZOELÉTRICOS NA ILUMINAÇÃO PÚBLICA EM PASSARELAS SOBRE VIAS URBANAS

Daiane N. Angelim Santos, Uendeli de S. Santana, Yasmim C. Oliveira (Graduandas em Eng. de Produção), Roberto de Miranda Musser (Prof. Doutor – Orientador)

RESUMO

Este projeto envolve os temas energia, mobilidade urbana e segurança pública. A intenção é construir um sistema de iluminação pública para passarelas sobre as grandes avenidas de Salvador. O objeto de estudo é a geração de energia elétrica por meio do uso de sensores piezoelétricos, obtendo redução do consumo de energia elétrica, eficiência energética e mitigação na emissão de gases de efeito estufa. Neste sistema, os impactos mecânicos causados pelo movimento de veículos nas vias serão utilizados para a iluminação pública da passarela. Esta inciativa tem como objetivo beneficiar os cidadãos que utilizam passarelas, com a melhoria das condições de segurança pública e cuidado com a sua integridade física.

O objetivo geral é utilizar o efeito piezoelétrico, de forma inovadora, como alternativa energética complementar de ciclo fechado, contribuindo com as soluções de problemas urbanos no contexto da geração distribuída de energia elétrica.

Este objetivo geral desdobra-se em objetivos específicos que podem ser desmembrados em quatro áreas temáticas de atuação: tecnológica, econômica, social e ambiental.

• Tecnológica: Utilizando o efeito físico piezoelétrico como geração de energia elétrica inserido no contexto da política pública de geração distribuída e com a busca de soluções de eficiência energética, redução de consumo do sistema centralizado e impactos ambientais;



• Econômica: Redução de custos com energia elétrica e manutenção do sistema de iluminação pública especificamente utilizada em passarelas sob ou sobre as vias públicas. Por outro lado, existem efeitos colaterais que devem ser considerados na contabilização econômica, como redução das taxas de criminalidade e de acidentes por falta de iluminação pública;

• Social: Cooperação entre o poder público e sociedade na busca de soluções de convivência no contexto da mobilidade urbana e redução do uso de recursos naturais por meio de programas de educação ambiental;

• Ambiental: Ampliação do uso do combustível utilizado no transporte urbano, grande parte de origem fóssil e não-renovável, utilizado para a movimentação de veículos de combustão interna sem alteração na relação potência-consumo, concatenando com a mitigação da emissão de gases de efeito estufa.



CONSTRUÇÃO CIVIL ALIADA À SUSTENTABILIDADE: CONCRETOS E

ARGAMASSAS PRODUZIDOS A PARTIR DE RESÍDUOS INDUSTRIAIS

Bruna Santos, Débhora França (Graduandas em Eng. Civil), Daniel Ribeiro (Prof. Orientador)

RESUMO

Uma grande quantidade de resíduos é gerada durante os processos realizados nas indústrias e agroindústrias para a fabricação de determinado produto rentável e um dos maiores problemas ambientais do planeta é a destinação final dada aos mesmos. Uma destinação inadequada dos resíduos industriais pode gerar riscos à saúde pública e aos recursos ambientais. Portanto, a preocupação com o desenvolvimento sustentável se mostra imprescindível a qualquer indústria, pois já é de conhecimento mundial a existência dos limites ambientais planetários e a consciência de que os mesmos precisam ser respeitados e controlados.

O processo de produção do cimento Portland, além de ser um grande consumidor dos recursos naturais do planeta, é responsável por cerca de 5% a 8% das emissões mundiais de CO2 na atmosfera, o que torna a indústria cimenteira a segunda maior produtora de gases do efeito estufa. Assim, é cada vez maior a pressão sobre as indústrias de construção por adoção de práticas consideradas verdes ou sustentáveis. Uma possibilidade é a redução da fabricação do cimento por meio da utilização de materiais cimentícios suplementares, que, além de diminuir o consumo de cimento, melhoram o desempenho de concretos e argamassas.

Com base nessa problemática, pretende-se identificar os resíduos industriais com potencial de utilização em elementos a base de cimento e, posteriormente, viabilizar tal utilização por meio de ensaios em laboratório inserindo tais produtos nos diversos segmentos da construção civil, como construtoras, concreteiras e o consumidor final.



Assim, o projeto tem um caráter tanto ambiental, devido a correta destinação dos resíduos industriais e diminuição da emissão de gás carbônico proveniente da produção de cimento, quanto econômico, por meio da diminuição dos ônus das indústrias na destinação final dada aos resíduos e do oferecimento ao mercado de produtos com menor valor monetário, devido à substituição parcial do cimento por tais resíduos.



APLICAÇÃO DO RESÍDUO DE CONSTRUÇÃO CIVIL NA PRODUÇÃO DE CONCRETO PARA

SISTEMAS INDUSTRIAIS DE REFRIGERAÇÃO

Nilson Santana de Amorim Júnior (Graduando em Eng. Civil), Daniel Véras Ribeiro (Prof. Orientador)

RESUMO

Por meio da ideia proposta, pretende-se efetivar a utilização do Resíduo de Construção Civil (RCC) em concretos que estejam submetidos a baixas temperaturas, dando uma destinação correta a um resíduo que ocupa grandes volumes em aterros e reforçando a durabilidade de estruturas de refrigeração. Estas sofrem danos constantemente como fissurações e descamações, ocasionadas pela ação dos ciclos frios, o que favorece a penetração de agentes agressivos, tais como sulfatos e íons cloretos, os quais levam à corrosão das armaduras.

A ação do gelo-degelo é apontada como uma das principais causas de deterioração do concreto em climas frios; consequentemente, a descamação é considerada por alguns autores como a principal causa de danos e está diretamente relacionada à qualidade do concreto. Internacionalmente, há poucos artigos publicados sobre o efeito do agregado reciclado em ciclagem gelo-degelo. Além do mais, é uma alternativa muito nova e de grande impacto no mercado brasileiro, essencialmente agrícola e um dos maiores exportadores de carne, e que devido a isso, necessita da indústria da cadeia do frio para armazenamento e conservação de seus gêneros alimentícios.

Colocando a ideia em prática, seriam necessários estudos de caracterização do agregado, produção de artefatos e ensaios de medida de desempenho, que iriam qualificar a ideia como viável ou não, de forma a impactar a indústria da tecnologia do frio. De tal forma, a ideia nada mais é do que associar uma prática sustentável a uma nova tecnologia.







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Livro Arlindo Fragoso - creaba.org.br · chamado Arlindo Coelho Fragoso, nascido no século retrasado, tendo vivido até a década de 1920. ... Machado de Assis no Ministério da