Notícia

Correio Popular

Água residuária é fonte de hidrogênio

Publicado em 10 outubro 2008

O hidrogênio é a aposta do mercado internacional para um combustível limpo. Enquanto o Japão já produz carros movidos com célula combustível de hidrogênio, cientistas brasileiros desenvolvem as mais variadas formas de obter o gás. Pesquisadores da Universidade de São Paulo (TJSP) es tão produzindo hidrogênio a partir de águas residuárias pa ra ser utilizado como fonte de energia.

Os cientistas utilizam águas provenientes de esgoto sanitário ou de processos industriais como matéria-prima para produzir o chamado biohidrogênio. O trabalho, desenvolvido em conjunto com a Universidade La Republica (Udelar), em Montevidéu, no Uruguai, ganhou o 5º Prêmio Mercosul de Ciência e Tecnologia, na categoria integração.

Segundo o coordenador do estudo, o engenheiro Marcelo Zaiat, o hidrogênio é obtido com a utilização de reatores biológicos anaeróbios. “O desafio nessa fase está no desenvolvimento de reatores biológicos mais adequados para essa conversão, permitindo a maximização da produção de hidrogênio. O uso de biorreatores acidogênicos conjugados com os metano-gênicos possibilita o tratamento de água residuária, assim como a produção de hidrogênio co mo fonte de energia”, afirmou.

Os estudos, que envolvem pesquisadores do Laboratório de Processos Biológicos (LPB) do Departamento de Hidráulica e Saneamento da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), utilizam uma água normalmente descartada pela indústria como resíduo. O engenheiro químico conta que a Escola de Engenharia de São Carlos usa, além da água de esgoto sanitário, a vinhaça, resíduo da produção de etanol, e o glicerol, resíduo de biodiesel para a produção do biohidrogênio.

Zaiat acrescentou que o grupo uruguaio utilizou resíduos provenientes de laticínios, que geram uma água residuária com alto teor de matéria orgânica. Cada um dos grupos trabalhou isoladamente em seus países de origem. Os resulta dos foram compartilhados e originaram o trabalho ganha dor do prêmio.

Além de Zalat, participam da pesquisa a microbiologista Maria Bernardete Amâncio Varesche e o engenheiro civil Eu gênio Foresti. Os trabalhos tiveram início em 2005, a partir de um projeto de uso de águas residuárias para a produção de hidrogênio por meio de biorreatores, que contou com financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

O grupo continua os estudos para aperfeiçoar o processo. “Na área da microbiologia, por exemplo, há microrganismos envolvidos no processo de tratamento da água residuária que produzem hidrogênio, enquanto outros consomem esse mesmo hidrogênio. Precisa mos trabalhar em reatores biológicos que permitam a exclusão dos organismos consumidores e o enriquecimento dos produtores”, disse Zaiat. “Já na parte de engenharia, nosso grupo consegue, atualmente, um rendimento de produção de hidrogênio que varia de 35% a 50% em relação a água residuária usada. A meta é chegar próximo a 100% de rendimento.”

Evolução

De acordo com o professor, os japoneses iniciaram as primeiras pesquisas sobre o tema na década de 90. Hoje, existem mais de 200 artigos científicos sobre o assunto, a maioria produzida por cientistas da China, Coréia e Japão, países que sofrem com a escassez de energia. “Já avançamos muito, mas esta mos apenas no começo”, disse.

Zaiat conta que, por não utilizar energia elétrica como o processo de eletrólise, essa forma de produção do hidrogênio é bem mais barata. O pesquisador reforça que o mecanismo é comercialmente viável, mas ressalta que as pesquisas continuam. “Na prática, é isso (a viabilidade econômica) que esta mos buscando.”

Saiba mais

- Sob o ponto de vista técnico, uma célula combustível é um aparelho conversor de energia eletroquímica. A célula combustível converte os elementos químicos hidrogênio e oxigênio em água, gerando eletricidade durante o processo.

- Outro aparelho eletroquímico é bateria, que tem todos os elementos químicos dentro dela e também os converte em eletricidade. Isso significa que a bateria eventualmente “morre”, obrigando-nos a jogá-la for ou recarregá-la.

- No caso da célula combustível, os elementos químicos fluem constantemente para a célula. Ela nunca morre. Desde que existam elementos químicos afluindo, a eletricidade emanará da célula. Atualmente, a maioria das células combustível utiliza o hidrogênio e o oxigênio.

- A célula compete com muitos outros tipos de aparelhos de conversão de energia, incluindo as turbinas a gás na usina geradora de eletricidade, o motor a gasolina de seu carro e a bateria do seu laptop.

- Os motores de combustão, como a turbina e o motor a gasolina, queimam combustível e usam a pressão criada pela expansão dos gases para fazer trabalho mecânico. As baterias convertem a energia química novamente em energia elétrica, quando se torna necessário. As células a combustível fazem essas tarefas de forma mais eficiente.

A célula combustível fornece tensão em CC (corrente contínua), que pode ser empregada para energizar motores, lâmpadas e outros aparelhos elétricos como geladeiras e televisores.

Brasil precisa investir mais em pesquisa, avalia professor

O hidrogênio é visto por países desenvolvidos como o vetor energético do futuro. Europa, Estados Unidos e Japão, países cuja matriz energética se baseia em combustíveis fósseis, investem pesado em pesquisas sobre o combustível. Na avaliação do professor Ennio Peres, coordenador do Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético da Unicamp (Nipe), o Brasil ainda engatinha no sentido de dominar essa tecnologia. “Aqui, a gente acompanha, mas o governo brasileiro não chega nem próximo do investimento que é feito no bioetanol”, afirma o cientista. Peres entende que o Brasil deve Investir mais nas pesquisas com o hidrogênio para reduzir a emissão de poluentes. “Talvez tenhamos que reduzir a emissão depois de 2012, como novo Protocolo de Kyoto. E difícil que o Brasil, China e Índia, três grandes emissores de gases, deixem de ter cortes”, avalia Peres. Por isso, o uso de combustíveis limpos, como o hidrogênio, é de vital importância para cidades poluídas. “Para São Paulo, esse ônibus (movido a célula a hidrogênio) é extremamente interessante porque a cidade é extremamente poluída e tem condições atmosféricas lamentáveis.” O professor acredita que, apesar de ter um custo mais caro que os biocombustíveis, o hidrogênio pode levar vantagem se calcularmos a economia que pode ser feita nos gastos com a saúde. “E uma tecnologia que promete ser dominante no futuro”, diz. Peres defende que, apesar de ser mais caro hoje, o preço do hidrogênio pode cair numa escala maior de produção. Ele acrescenta que as pesquisas da Unicamp estão focadas na geração e produção de hidrogênio a partir da eletrólise, gás natural e do etanol. Além disso, Brasil e Paraguai devem iniciar os primeiros testes de uso do hidrogênio como combustível para veículos no segundo semestre do próximo ano. A previsão é da equipe técnica responsável pelo projeto, desenvolvido em conjunto pela Itaipu Binacional e pelo Laboratório de Hidrogênio do Instituto de Física da Unicamp. Em agosto, Peres entregou a planta para o gerente do Departamento de Obras e Manutenção, Andreas Arion, e ao engenheiro eletricista Marcelo Miguel, ambos da Itaipu Binacional. A expectativa é de que as obras comecem ainda neste ano e devem ser concluídas até o fim do ano que vem.

Ônibus limpo é a realidade na frota da EMTU na Capital

O Brasil já está caminhando pa ra utilizar a fonte limpa de energia no seu cotidiano. O primei ro ônibus movido a hidrogênio da América Latina deve começar a circular em novembro na Capital. O projeto é desenvolvido pela Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos (EMTU), em parceria com o M nistério das Minas e Energia,e conta com apoio do Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (Pnud) e da Financiadora de Estudos e Proje tos (Finep).

O presidente da EMTU, José Ignácio Sequeira de Almeida, explica que o ônibus começará a operar sem transportar passageiros, com previsão para entrar em operação normal no início de 2009. Depois, será feito um trabalho de avaliação.

Segundo Almeida, além desenvolver um meio de transporte coletivo com emissão zero de poluentes, o projeto tem como objetivo obter conhecimento para desenvolver a tecnologia no Brasil em parceria com as operadoras de ônibus, fabricantes, universidades e escolas. E também criar uma nova atividade econômica no País. “A idéia é disseminar produção no Brasil para que ele possa exportar o ônibus”, defende.

Os ônibus com esta tecnologia circularão no Corredor Metropolitano ABD, durante quatro anos, devendo rodar um milhão de quilômetros. O veículo foi testado com sucesso em julho.

Desenvolvido por um consórcio formado por oito empresas nacionais e internacionais, o projeto consumiu US$ 16 milhões. Serão construídos quatro protótipos, que devem estar prontos até 2010.

Fazem parte do projeto também a construção de uma estação de produção e abastecimento de hidrogênio, com utilização do sistema de eletrólise da água. “Essa é a tecnologia do futuro e a idéia é pro por um trabalho do governo do Estado nesse sentido”, afirma Almeida.

São Paulo foi escolhida para abrigar o programa do Pnud porque, além do Brasil ser o principal produtor mundial de ônibus (19 mil ao ano) e a frota da Região Metropolitana de São Paulo ser a maior do mundo, a cidade tem níveis alarmantes de poluição. “Esse ônibus emite vapor de água”, observa o presidente da EMTU, acrescentando que a tecnologia é totalmente limpa.

Porém, o valor de cada ônibus ainda é alto. Segundo Almeida, a meta é reduzir esse para US$ 1,8 milhão. Hoje, um ônibus movido a diesel custa cerca de R$1,5 milhão.