{"id":13274,"date":"2015-12-17T13:56:58","date_gmt":"2015-12-17T13:56:58","guid":{"rendered":"https:\/\/cnpem.staging.wpengine.com\/?p=13274"},"modified":"2026-03-02T16:06:44","modified_gmt":"2026-03-02T19:06:44","slug":"vinhaca-gerar-energia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cnpem.br\/en\/vinhaca-gerar-energia\/","title":{"rendered":"Vinha\u00e7a para gerar energia"},"content":{"rendered":"

Pesquisa Fapesp<\/a>, em 12\/2015.<\/p>\n

 <\/p>\n

Al\u00e9m de fertilizante, res\u00edduo do etanol poder\u00e1 ser utilizado para produzir eletricidade.<\/em><\/p>\n

 <\/p>\n

Em 2014, foram gerados no Brasil cerca de 280 bilh\u00f5es de litros de vinha\u00e7a, um res\u00edduo da produ\u00e7\u00e3o de etanol. Quase a totalidade desse volume (97%) foi usada como fertilizante e irriga\u00e7\u00e3o nas pr\u00f3prias lavouras de cana-de-a\u00e7\u00facar. O problema \u00e9 que essa pr\u00e1tica causa impacto ambiental e desperdi\u00e7a potenciais usos mais nobres do produto, como, por exemplo, a gera\u00e7\u00e3o de energia el\u00e9trica. A transforma\u00e7\u00e3o da vinha\u00e7a em biog\u00e1s por meio de biodigestores pode vir a mudar esse panorama, como mostram dois projetos em desenvolvimento, um na Escola de Engenharia de S\u00e3o Carlos (EESC), da Universidade de S\u00e3o Paulo (USP), e outro no Laborat\u00f3rio Nacional de Ci\u00eancia e Tecnologia do Bioetanol (CTBE) do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM).<\/p>\n

A vinha\u00e7a \u00e9 um res\u00edduo do etanol que come\u00e7ou a se tornar importante depois da cria\u00e7\u00e3o do Programa Nacional do \u00c1lcool, mais conhecido com Pro\u00e1lcool, em 1975. Para produzir \u00e1lcool, \u00e9 utilizado o caldo da cana. O que sobra \u00e9 a vinha\u00e7a, material org\u00e2nico rico em pot\u00e1ssio, c\u00e1lcio e magn\u00e9sio. Como o volume desse res\u00edduo das cerca de 400 usinas existentes no pa\u00eds \u00e9 muito grande, por raz\u00f5es econ\u00f4micas, ele \u00e9 usado de modo excessivo como fertilizante. A utiliza\u00e7\u00e3o exagerada causa danos ambientais, como contamina\u00e7\u00e3o do len\u00e7ol fre\u00e1tico com pot\u00e1ssio, saliniza\u00e7\u00e3o do solo, lixivia\u00e7\u00e3o de metais e sulfatos, libera\u00e7\u00e3o de mau cheiro e emiss\u00e3o de gases do efeito estufa, como o \u00f3xido nitroso (N2<\/sub>O), que \u00e9 cerca de 300 vezes mais poluente do que o di\u00f3xido de carbono (CO2<\/sub>).<\/p>\n

O projeto que busca um melhor aproveitamento da vinha\u00e7a \u00e9 coordenado pelo professor Marcelo Zaiat, da EESC da USP. As pesquisas come\u00e7aram no in\u00edcio de 2011 e envolvem nove pesquisadores, da EESC, Universidade Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar), Universidade Estadual Paulista (Unesp) e Instituto Mau\u00e1 de Tecnologia (IMT), de S\u00e3o Caetano do Sul. \u201cO nosso principal objetivo \u00e9 desenvolver uma nova gera\u00e7\u00e3o de biodigestores anaer\u00f3bios, mais compactos, robustos e est\u00e1veis, que tenham alta efici\u00eancia de convers\u00e3o de mat\u00e9ria org\u00e2nica da vinha\u00e7a em biog\u00e1s\u201d, diz Zaiat. Ele explica que esse tipo de equipamento \u00e9 projetado para que ocorram rea\u00e7\u00f5es catalisadas por bact\u00e9rias e arqueias. O processo anaer\u00f3bio ocorre na aus\u00eancia de oxig\u00eanio por meio da fermenta\u00e7\u00e3o autorregulada da mat\u00e9ria org\u00e2nica promovida por um cons\u00f3rcio de microrganismos que vivem nesses ambientes.<\/p>\n

\"Lavoura<\/p>\n

\u201cO que queremos \u00e9 transformar a mat\u00e9ria org\u00e2nica da vinha\u00e7a por meio de uma cultura de microrganismos em biog\u00e1s\u201d, diz Zaiat. O biog\u00e1s \u00e9 composto prioritariamente por metano, al\u00e9m do di\u00f3xido de carbono e outros gases em pequenas quantidades. Ap\u00f3s tratamento adequado, o biog\u00e1s pode ser utilizado para gera\u00e7\u00e3o de energia el\u00e9trica ao movimentar a turbina de um gerador. Al\u00e9m disso, a produ\u00e7\u00e3o de biog\u00e1s minimiza o impacto ambiental do uso do res\u00edduo como fertilizante na cultura da cana-de-a\u00e7\u00facar, uma vez que a vinha\u00e7a biodigerida cont\u00e9m menos mat\u00e9ria org\u00e2nica.<\/p>\n

N\u00e3o h\u00e1 biorreatores em grande escala no Brasil, apenas um de pequeno porte da d\u00e9cada de 1980 em uma usina na regi\u00e3o de Ribeir\u00e3o Preto, que biodigere uma pequena parte da vinha\u00e7a, produzindo biog\u00e1s usado na secagem de levedura. No caso do equipamento que sua equipe est\u00e1 desenvolvendo, Zaiat diz que o avan\u00e7o no conhecimento cient\u00edfico dos \u00faltimos 30 anos sobre os fundamentos do processo anaer\u00f3bio ajudou na concep\u00e7\u00e3o do biorreator. \u201cEmbora o processo seja o mesmo, em ess\u00eancia, os reatores que s\u00e3o desenvolvidos hoje est\u00e3o muito mais avan\u00e7ados tecnologicamente, tornando poss\u00edvel maior efici\u00eancia de convers\u00e3o, com maior estabilidade de processo, em sistemas mais compactos e seguros\u201d, diz Zaiat.<\/p>\n

O grupo trabalha com v\u00e1rias configura\u00e7\u00f5es de biodigestores. \u201cH\u00e1 v\u00e1rias t\u00e9cnicas para isso, mas a mais usada na nossa \u00e1rea \u00e9 a de fornecer uma superf\u00edcie de um material inerte, ao qual as bact\u00e9rias e arqueias aderem, formando o que chamamos de biofilme\u201d, explica Zaiat. \u201cAproveitamos a capacidade natural que elas t\u00eam de aderir a superf\u00edcies e ter a vinha\u00e7a como meio de cultura.\u201d<\/p>\n

O biog\u00e1s produzido no biorreator, com menor concentra\u00e7\u00e3o de CO2<\/sub>, pode ser, por exemplo, usado para cogera\u00e7\u00e3o de energia nas caldeiras da usina, liberando o baga\u00e7o \u2013 hoje utilizado para ser queimado e gerar eletricidade \u2013 para a produ\u00e7\u00e3o de etanol de segunda gera\u00e7\u00e3o. O g\u00e1s tamb\u00e9m pode ser usado para substituir parte do diesel nos motores dos caminh\u00f5es e tratores, tornando o processo produtivo da cana mais sustent\u00e1vel. A vinha\u00e7a biodigerida, l\u00edquida, pode ainda ser utilizada como fertilizante, com baixo teor de mat\u00e9ria org\u00e2nica, mas preservando praticamente todos os nutrientes originais do res\u00edduo. Ou ainda pode ser concentrada e utilizada como base para a formula\u00e7\u00e3o de um fertilizante organomineral para a cultura de cana-de-a\u00e7\u00facar, de acordo com as necessidades da planta. Nesse caso, a \u00e1gua retirada do processo de concentra\u00e7\u00e3o pode retornar \u00e0 usina para v\u00e1rios usos. \u201cIsso \u00e9 o que chamo de integra\u00e7\u00e3o: os res\u00edduos s\u00e3o usados no pr\u00f3prio processo produtivo\u201d, diz Zaiat.<\/p>\n

Usina virtual<\/strong>
\nEm outro projeto, sob a coordena\u00e7\u00e3o do CTBE, que conta com a participa\u00e7\u00e3o de Zaiat, se busca, por meio de modelos matem\u00e1ticos, criar uma usina mais eficiente em todas as suas opera\u00e7\u00f5es. \u201cN\u00f3s estamos desenvolvendo os modelos matem\u00e1ticos para as diversas opera\u00e7\u00f5es de uma usina, como recep\u00e7\u00e3o e preparo da cana, extra\u00e7\u00e3o do caldo, fermenta\u00e7\u00e3o, cristaliza\u00e7\u00e3o [a\u00e7\u00facar], destila\u00e7\u00e3o e desidrata\u00e7\u00e3o [etanol], cogera\u00e7\u00e3o de energia e biodigest\u00e3o da vinha\u00e7a\u201d, explica o coordenador do projeto, o engenheiro qu\u00edmico Antonio Bonomi. \u201cEsses modelos tornar\u00e3o poss\u00edvel otimizar o processo, ou seja, definir as condi\u00e7\u00f5es operacionais em que a biorrefinaria deve trabalhar para maximizar seu rendimento e retorno econ\u00f4mico.\u201d<\/p>\n

O que o grupo de Bonomi faz nesse projeto \u00e9 construir uma usina virtual de primeira gera\u00e7\u00e3o. Para isso, os modelos matem\u00e1ticos de cada opera\u00e7\u00e3o s\u00e3o inseridos em um\u00a0software<\/em>\u00a0de simula\u00e7\u00e3o chamado Environment for Modeling, Simulation and Optimization (Emso). \u201cNo caso da opera\u00e7\u00e3o de biodigest\u00e3o da vinha\u00e7a, por exemplo, o modelo matem\u00e1tico vai indicar com que vaz\u00e3o \u00e9 poss\u00edvel alimentar o biodigestor para conseguir a maior produ\u00e7\u00e3o de biog\u00e1s poss\u00edvel\u201d, explica Bonomi. Um dos objetivos \u00e9 tamb\u00e9m produzir um g\u00e1s com maior teor de metano, com 96,5%: o biometano. Hoje o m\u00e1ximo que se consegue em reatores comuns \u00e9 de 60%. Com isso seria poss\u00edvel, al\u00e9m de substituir o diesel nos caminh\u00f5es e m\u00e1quinas agr\u00edcolas, injet\u00e1-lo na rede p\u00fablica de distribui\u00e7\u00e3o de g\u00e1s natural.<\/p>\n

\"Vinha\u00e7a_LINHAFINA_NOVA\"<\/a>Quem trabalha no modelo matem\u00e1tico e nas avalia\u00e7\u00f5es da unidade de biodigest\u00e3o, sob a coordena\u00e7\u00e3o do professor Rogers Ribeiro, da Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA) da Universidade de S\u00e3o Paulo (USP), \u00e9 a pesquisadora Bruna de Souza Moraes, do CTBE. \u201cNosso trabalho busca avaliar a inclus\u00e3o da produ\u00e7\u00e3o de biog\u00e1s em usinas a partir de seus res\u00edduos e as possibilidades de seu uso para promover a otimiza\u00e7\u00e3o energ\u00e9tica e a sustentabilidade ambiental no setor\u201d, explica Bruna. \u201cA ideia \u00e9 apresentar as vantagens desses cen\u00e1rios com n\u00fameros, por meio da avalia\u00e7\u00e3o t\u00e9cnica, econ\u00f4mica e ambiental, de forma que a aplica\u00e7\u00e3o real dessa nova configura\u00e7\u00e3o de biorrefinaria seja estimulada.\u201d<\/p>\n

Segundo Bruna, os resultados obtidos at\u00e9 agora mostraram que a produ\u00e7\u00e3o de biog\u00e1s a partir da vinha\u00e7a \u00e9 mais vantajosa nos casos em que ele \u00e9 convertido em biometano (g\u00e1s contendo pelo menos 96,5% de metano). \u201cNesses cen\u00e1rios, sua venda para a rede p\u00fablica de g\u00e1s natural e o uso na substitui\u00e7\u00e3o do diesel apresentaram os melhores indicadores econ\u00f4micos e ambientais\u201d, diz. \u201cA mais recente avalia\u00e7\u00e3o revelou que \u00e9 poss\u00edvel reduzir em at\u00e9 42% as emiss\u00f5es de gases de efeito estufa na produ\u00e7\u00e3o de cana-de-a\u00e7\u00facar por meio da substitui\u00e7\u00e3o parcial do combust\u00edvel f\u00f3ssil.\u201d A taxa interna de retorno anual do investimento para esse cen\u00e1rio \u00e9 de 25% para uma biorrefinaria com capacidade de processamento de 4 milh\u00f5es de toneladas de cana por safra.<\/p>\n

Bruna tem tamb\u00e9m n\u00fameros do potencial de gera\u00e7\u00e3o de energia el\u00e9trica da vinha\u00e7a. Em uma usina que produz 50% de etanol e 50% de a\u00e7\u00facar, com capacidade de moer 4 milh\u00f5es de toneladas de cana por ano, \u00e9 poss\u00edvel produzir anualmente cerca de 2 milh\u00f5es de metros c\u00fabicos (m3<\/sup>) do res\u00edduo. Considerando que 1 m3<\/sup>\u00a0de vinha\u00e7a tem potencial para gerar at\u00e9 14 m3<\/sup>\u00a0de biog\u00e1s, essa biorrefinaria teria capacidade de fornecer 28 milh\u00f5es de m3<\/sup>\u00a0desse g\u00e1s por ano.<\/p>\n

Esse valor corresponde a uma capacidade anual de 65 mil megawatts hora (MWh) de eletricidade. \u201cIsso significa que a energia gerada com a produ\u00e7\u00e3o de biog\u00e1s a partir da vinha\u00e7a de uma usina poderia suprir a demanda de eletricidade de uma cidade de cerca de 260 mil habitantes\u201d, diz Bruna. \u201cSe toda a vinha\u00e7a do Brasil fosse biodigerida, o potencial de gera\u00e7\u00e3o de energia el\u00e9trica no pa\u00eds seria equivalente a 7,5% da capacidade da hidrel\u00e9trica de Itaipu.\u201d<\/p>\n

Para a Uni\u00e3o da Ind\u00fastria de Cana-de-a\u00e7\u00facar (Unica), representante dos produtores de a\u00e7\u00facar e etanol, a utiliza\u00e7\u00e3o da vinha\u00e7a na irriga\u00e7\u00e3o \u00e9 uma forma de economizar \u00e1gua com a fertiliza\u00e7\u00e3o. \u201cA fertirriga\u00e7\u00e3o com vinha\u00e7a tamb\u00e9m possibilita economia na aplica\u00e7\u00e3o de fertilizantes qu\u00edmicos\u201d, diz Alfred Szwarc, consultor de emiss\u00f5es e tecnologias da Unica. \u201cExistem novas formas de aproveitamento da vinha\u00e7a, mas elas ainda est\u00e3o em pequena escala. Tamb\u00e9m existem projetos para concentrar e transformar a vinha\u00e7a em fertilizante comercial\u201d, diz Szwarc.<\/p>\n

Projetos<\/strong>
\n1.<\/strong>\u00a0Produ\u00e7\u00e3o de bioenergia no tratamento de \u00e1guas residu\u00e1rias e adequa\u00e7\u00e3o ambiental dos efluentes e res\u00edduos gerados (n\u00ba 2009\/15984-0<\/a>);\u00a0Modalidade<\/strong>\u00a0Projeto Tem\u00e1tico;\u00a0Pesquisador respons\u00e1vel<\/strong>\u00a0Marcelo Zaiat (USP);\u00a0Investimento<\/strong>\u00a0R$ 1.855.372,36 e US$ 428.142,36.
\n2.<\/strong>\u00a0Simula\u00e7\u00e3o da biorrefinaria de cana-de-a\u00e7\u00facar de 1a gera\u00e7\u00e3o na plataforma Emso (n\u00ba 2011\/51902-9<\/a>);\u00a0Modalidade<\/strong>\u00a0Projeto Tem\u00e1tico;\u00a0Pesquisador respons\u00e1vel<\/strong>\u00a0Antonio Bonomi (CTBE);\u00a0Investimento\u00a0<\/strong>R$ 2.410.414,09 e US$ 926.930,50.
\n3.<\/strong>\u00a0Biodigest\u00e3o anaer\u00f3bia de vinha\u00e7a e de licor de pentoses em biorrefinarias integradas de 1\u00aa e 2\u00aa gera\u00e7\u00e3o (n\u00ba 2012\/00414-7<\/a>);\u00a0Modalidade<\/strong>\u00a0Bolsa de P\u00f3s-doutorado;\u00a0Bolsista<\/strong>Bruna de Souza Moraes (CTBE);\u00a0Pesquisador respons\u00e1vel<\/strong>\u00a0Marcelo Zaiat (USP);\u00a0Investimento<\/strong>\u00a0R$ 302.095,11.<\/p>\n

 <\/p>\n

Repercuss\u00e3o:<\/strong> ByteBio<\/a>; TodaFruta<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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