Projetos de Pesquisa

 

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Adriano Viana Ensinas

Engenharias

Engenharia de Energia
  • valorização energética de resíduos da produção de etanol através de processo supercrítico e recuperação fotossintética de carbono
  • Dentre as opções existentes para a produção de biocombustíveis em larga escala no mundo, o etanol a partir da cana-da-açúcar é apontado como uma das mais rentáveis e que possibilitaria a substituição da gasolina usada para fins automotivos com impactos importantes na emissão de gases de efeito estufa. No entanto, seu processo de produção envolve uma série de etapas onde uma parte do carbono fixado durante o crescimento da cana-de-açúcar é perdido em correntes residuais. Dentro desse contexto a possibilidade de recuperação fotossintética do carbono aliada à tecnologia supercrítica pode trazer ganhos expressivos de eficiência, diminuindo a emissão de poluentes e aumentando a produção de energia renovável proveniente dessa indústria. Esse projeto visa o estudo da valorização de resíduos líquidos e gasosos encontrado em plantas de produção de etanol. O trabalho pretende verificar a viabilidade da recuperação do dióxido de carbono emitido no sistema de fermentação e cogeração de plantas de etanol através do uso desses gases como fonte de carbono para o crescimento de microalgas em processo de fotossíntese controlada para a fixação do carbono. Além disso, a vinhaça gerada na destilação do etanol será estudada como meio de cultivo das microalgas, possibilitando o tratamento desse efluente que possui alto potencial poluidor e contribuindo para a minimização do uso de água na planta industrial. A gaseificação hidrotérmica supercrítica (GHS) será considerada para conversão da biomassa na forma de microalgas em gás para posterior síntese em combustíveis comerciais como gás natural sintético, metanol e dimel-eter. Técnicas de modelagem e otimização de processos serão utilizadas para avaliar diversas configurações e desenvolver um projeto da produção de etanol com planta anexa de conversão de resíduos com GHS. A plataforma computacional OSMOSE-LUA, desenvolvida na École Polytechnique Fédérale da Lausanne, utilizada com sucesso em estudos anteriores, será adaptada às condições de operação de plantas de etanol, possibilitando a análise de integração energética e otimização multi-objetivo com algoritmo genético para avaliação de diversos objetivos como redução de custos de produção, aumento de eficiência energética, além de redução de emissões atmosféricas.
  • Universidade Federal de Lavras - MG - Brasil
  • 01/06/2017-30/06/2021
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Adrianus Cornelius Van Haandel

Engenharias

Engenharia Sanitária
  • transformação de lagoas de estabilização: reengenharia de um sistema obsoleto de tratamento de águas residuárias.
  • Lagoas de Estabilização (LE) têm sido usadas para o tratamento de esgoto em cidades de pequeno porte no Brasil e em muitos países em desenvolvimento. Estes sistemas em geral tem uma boa qualidade de efluente, mas sua aplicação também tem grandes problemas que podem ser enumerados como se segue: (1) A área muito grande (3 m2/habitante), (2) Perda de água por evaporação e alta salinidade do efluente, (3) assoreamento da lagoa anaeróbia, (4) geração de odores horríveis no entorno do sistema, (5) liberação de metano à atmosfera e (6) Alto custo da rede devido ao afastamento do sistema da região urbana. Existem hoje alternativas muito superiores à LE que permitem uma qualidade de efluente igual ou superior, mas que não têm seus problemas. Quando se usa o reator UASB para tratamento de esgoto bruto sua eficiência na remoção de material orgânico normalmente é maior que na combinação da lagoa anaeróbia e lagoa facultativa de LE, tendo uma baixa concentração de material orgânico residual e sólidos em suspensão. Quando se combina o reator UASB com lagoas para o pós tratamento, o polimento se realiza sem que surjam os problemas de LE. Como a remoção de material orgânico e sólidos em suspensão é pacífico em lagoas de polimento (LP) de efluente do UASB, o critério principal de seu dimensionamento se torna a remoção de coliformes termo tolerantes (CTT). Pela teoria do decaimento de CTT a LP deve ser do tipo batelada sequencial e não de fluxo continuo como em LE. Sendo o reator UASB uma unidade de fluxo continuo, a operação de lagoas de polimento em regime de batelada implica na necessidade de um tanque de equalização, que também funciona para a transferência de bateladas para serem tratadas nas LP e por isso é denominada de lagoa de transbordo (LT). A LT além de transferir as bateladas para as LP também serve para separar sólidos sedimentáveis no efluente do reator UASB. Outra função é a dessorção de CO2 na LT, que reduz a acidez e facilita posteriormente o aumento do pH nas LP. Ainda se pode esperar o inicio do processo de fotossíntese na LT, reduzindo a concentração de sulfeto no efluente do reator UASB e assim evitando os maus odores característicos das LE. Espera-se demonstrar através de investigações experimentais que o sistema UASB + LT + LP pode produzir um efluente final igual ou superior ao sistema LE convencional, mas sem as grandes desvantagens desta. Prevê-se que a remoção de nutrientes pode ser opcional, sendo efetivada em lagoas rasas, enquanto em lagoas mais profundas são preservadas para serem aproveitados no reuso agrícola. Antecipa-se ainda que estes resultados podem ser alcançados com um custo de investimento fortemente reduzido. O sistema UASB + LT + LP tem aplicabilidade em todo o território nacional, mas espera-se obter os melhores resultados nas regiões com alta temperatura e irradiação solar, onde a fotossíntese se desenvolve mais rapidamente.
  • Universidade Federal de Campina Grande - PB - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022