V Simpósio de Água e Energia do Oeste Paulista

Apresentação em tema: "V Simpósio de Água e Energia do Oeste Paulista"— Transcrição da apresentação:

1 V Simpósio de Água e Energia do Oeste Paulista
I Conferência de Planejamento Integrado de Recursos Energéticos Hotel Quality Resort – Araçatuba – 28 a 30/09/2009 Promoção: COOPERHIDRO e GEPEA/IEE/USP Ações e Pesquisas Desenvolvidas na UNESP de Ilha Solteira na Área de Bioenergia/Biocombustíveis Ricardo Alan Verdú Ramos Coordenador do Grupo de Pesquisa CNPq Fontes Renováveis e Aproveitamento de Energia e Coordenador do NUPLEN Núcleo de Planejamento Energético, Geração e Cogeração de Energia Departamento de Engenharia Mecânica – UNESP / Ilha Solteira – Fone/Fax: (18)

2 Roteiro 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.

3 Departamento de Engenharia Mecânica
Pesquisas na Área de Biodiesel Departamento de Engenharia Mecânica

4 Ações acadêmicas voltadas para Bioenergia/Biocombustíveis
Curso: GERAÇÃO E COGERAÇÃO DE ENERGIA Criado 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.

5 Ações acadêmicas voltadas para Bioenergia/Biocombustíveis
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).

6 Organização/Apoio a Eventos no Setor de Energia
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

7 Projetos 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/ 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/ 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/ 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/ Resp.: Alessandro Takaki - Apoio: Friboi Análise do aproveitamento energético do biogás produzido numa estação de tratamento de esgoto Tipo: Mestrado - Vigência: 06/ Resp.: Antonio Tavares - Apoio: A. Guariroba

8 Projeto 1: Análise de Sistemas de Geração e Cogeração de
Energia Utilizando Biomassa e/ou Gás Natural Natureza: Pesquisa Aplicada/Infra-estrutura - Vigência: 01/05/06 a 31/07/10 Valor: R$ ,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.

9 Sub-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

10 Incremento das Pesquisas em Biodiesel na UNESP de Ilha Solteira
III 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 Paulista Contribuição da UNESP – Campus de Ilha Solteira Participantes BIOCOM, PETROBIO, BERTIN, SEBRAE, COOPERHIDRO Desfecho Doação de um reator da BIOCOM para pesquisas na UNESP

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

12 Projeto 2: Projeto e Construção de uma Mini-Planta
Piloto para Produção de Biodiesel Natureza: Pesquisa e Desenvolvimento - Vigência: 01/07/08 a 31/07/10 Valor: R$ ,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.

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

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

15 Sub-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

16 Pesquisas 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.

17 Outras 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.

18 Pesquisas 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.

19 Instituições Parceiras
Projeto de Extensão Universitária - PROEX Título Coleta, 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 Parceiras Instituições de Ensino, Escola Técnica Estadual, Prefeitura e Câmara Municipal, Secretaria Municipal de Educação, Clube de Serviços, Empresas, Associação Comercial e Industrial. Natureza da Relação Apoio à conscientização ambiental, apoio à coleta do óleo usado, fornecimento de brindes para premiação e eventual utilização do biodiesel e subprodutos originados.

20 Projeto 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.

21 Importância e Relevância do Projeto
Projeto de Extensão Universitária - PROEX 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.

22 Projeto de Extensão Universitária - PROEX
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.

23 Destinação do Biodiesel Destinação dos Subprodutos
Projeto de Extensão Universitária - PROEX 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 Subprodutos O 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.

24 Projeto de Extensão Universitária - PROEX
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.

25 Principais Pontos de Coleta de Óleo Usado em Ilha Solteira
Unidades Recipiente Quant./Unid. Total Escolas 19 200 1 Bares, Restaurantes, Hotéis 15 50 Açougues 7 Depósitos de água e gás 6 Igrejas 8 Unesp 3 Outros 22 Necessidade: 30 x 200 L + 50 x 50 L = Litros Custo Estimado: 30 x 40, x 20,00 = 2.200,00 Reais

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

27 Principais 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 POLÍTICA FINANCIAMENTO

28 Fotos de parte da equipe e de alguns experimentos

29 Sistema de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação Tecnológica
Governo POLÍTICA FINANCIAMENTO Pesquisa & Serviços Institutos Tecnológicos Centros de P&D $ $ $ Formação de RH Pesquisa Básica e Aplicada Inovação P&D Universidades Empresas Publicações Conhecimento Patentes Riqueza

30 Centro Paulista de Pesquisa em Bioenergia (CPPB)
Ação integrada entre: Governo de SP, FAPESP e Universidades Estaduais Paulistas Investimentos previstos (R$): Governo de SP: 100 milhões para infra-estrutura física ( ); Universidades: 100 milhões para contratar pessoal ( ); FAPESP: 100 milhões para pesquisas e bolsas ( ). 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.

31 Divisões de Pesquisas do CPPB
Divisão I Pesquisa sobre biomassa para bioenergia Divisão II Pesquisa sobre fabricação de biocombustíveis Divisão III Pesquisa sobre aplicações de biocombustíveis para motores automotivos Divisão IV Pesquisa sobre biorefinarias e alcoolquímica Divisão V Pesquisa sobre economia e impactos sociais e ambientais dos biocombustíveis

32 Agradecimentos Membros do Núcleo de Planejamento Energético,
Geração e Cogeração de Energia Membros do Grupo de Pesquisa de Fontes Renováveis 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

33 Muito obrigado pela atenção!
Núcleo de Planejamento Energético, Geração e Cogeração de Energia Departamento de Engenharia Mecânica – UNESP / Ilha Solteira – Fone: (18) – Fax: (18)