O Processo e seus objetivos A Claeff Engenharia apresenta a tecnologia de geração de dicloro isocianurico e tricloro isocianurico a partir da amônia reaproveitada durante a produção de ácido cianúrico, em reação com o dióxido de carbono e energia térmica proveniente de processos industriais, para que seja possível o sequestro do carbono. A etapa inicial do processo de produção dos compostos clorados em questão aponta a necessidade de reatores térmicos, que atuarão com a finalidade de ativar e acelerar o processo reacional entre a amônia e o dióxido de carbono, gerando a ácido cianúrico. Com uma proposta inovadora e arrojada, pretende-se utilizar o calor e o dióxido de carbono proveniente de processos industriais, visto que seria a forma mais viável tanto para o processo, devido ao fato da complicação referente ao transporte do dióxido de carbono liquefeito, quanto financeiramente por conta da fonte barata de dióxido de carbono e de calor. O principal objetivo da Claeff ao lançar este projeto foi aperfeiçoar a qualidade da água potável, melhorar o tratamento de esgotos, de efluentes industriais, além de reduzir contaminações microbiológicas em setores agropecuários, destinados a produção de alimentos, a partir da utilização de pastilhas constituídas por dicloro e tricloro isocianúrico. Outro objetivo importante aos olhos da empresa foi a independência da importação do dicloro, tricloro e equipamentos de dosagens dos mesmos, visto que são produtos internacionais, que se tornam onerosos e inviáveis economicamente. Neste fato, a geração de compostos clorados possui grande valia, pois o mercado brasileiro comprará mais produtos nacionais, havendo assim maior valorização dos produtos internos, além de ocasionar o aumento da circulação da moeda dentro do território brasileiro. Nossa Tecnologia A técnica de geração do dicloro e tricloro isocianurico consiste inicialmente na produção do ácido cianúrico, a partir da reação entre amônia, dióxido de carbono e calor, sendo os dois últimos itens originados através de processos industriais. Posteriormente, a produção dos derivados de cloro finaliza-se com as devidas dosagens de cloro e hidróxido de sódio, com o interesse de adquirir um tricloro e um dicloro isocianúrico com teores de 85 a 90 %m/m e 62,5%m/m de cloro ativo respectivamente. Portanto, a referida técnica visa o reaproveitamento de produtos de outras reações, tornando assim o processo mais viável economicamente, havendo a redução de custos do produto no mercado e principalmente a minimização de impactos negativos ao meio ambiente. Parceiros deste projeto A Claeff Engenharia conta com a parceria da empresa privada Beraca Sabará Químicos e Ingredientes, constituída por três divisões denominadas: Animal Nutricion & Hearth que oferece um a linha completa de especialidades de rações animais, além de produtos voltados ao segmento fármaco-veterinário; Hearth & Personal Care que produz e distribui a linha Rain Florest Specialties, sendo composta por óleos fixos, óleos essenciais, extratos, resinas, argilas, manteigas, dentre outras especialidades da natureza brasileira. Ressalta-se que todos os extratos vegetais são extraídos da natureza de forma sustentável, não prejudicando o meio ambiente e por fim a área denominada Water Tecnologies que dispõe de distribuição de cloro gás, hipoclorito de sódio, policloreto de alumínio (PAC), manutenção e testes em cilindros para gases de baixa e alta pressão, equipamentos para saneamento, além da fabricação de pastilhas cloradas. Outra parceira importante da Claeff é o Instituto de Tecnologia de Pernambuco, dando o suporte técnico a partir de análises químicas e profissionais específicos necessários para o desenvolvimento de projetos inovadores. Além destes, a Claeff possui parcerias com a Universidade Federal de Pernambuco, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Universidade Federal do Ceará, Universidade de Fortaleza, onde se adquire processos e metodologias fundamentais para a formação e inovação de projetos. Mercado Atualmente, o setor de saneamento básico no Brasil apresenta insuficiência no tocante ao mercado de produtos saneantes, destinados ao tratamento de água e esgoto. Tal fato pode ser comprovado visto que 10% da população brasileira não possui água potável, enquanto que 47% da sociedade nacional não tem tratamento de esgoto, segundo dados de pesquisas desenvolvidas pela NUTD e pela Fundação Getúlio Vargas, respectivamente. Por este fato, no Brasil, diariamente surgem sete novos casos de morte, enquanto que anualmente ocorrem 700 mil internações causadas por diarréia e cólera, doenças estas oriundas da deficiência do setor em destaque, segundo dados da Fundação Getúlio Vargas. Esta carência tanto de produtos sanitizantes nacionais quanto do domínio da cadeia produtiva dos compostos clorados faz com que ocorra a necessidade de importação destes produtos que possuem um preço elevado. Durante todo ano de 2008, o Brasil gastou cerca de 13,5 milhões de dólares referente a compra de dicloro e tricloro, entretanto, mesmo após esta importação, não houve melhorias do setor, visto que em casos como este se faz necessário adquirir o domínio de uma técnica produtiva nacional dos compostos clorados em questão. Os dados de mercado desenvolvidos pela Claeff, destinados apenas a deficiência da obtenção de água tratada, demonstram que se cada cidadão brasileiro gasta 143 litros de água tratada por dia, onde em cada litro utiliza-se 1,5 ppm de cloro em seu tratamento, logo, fazem-se necessárias 1.652,0 Ton/Ano de dicloro e tricloro para este fim. Já, referente ao problema do tratamento de esgotos, é preciso 25.900 Ton/Ano de compostos clorados objetivando solucionar esta situação. A Claeff tem por finalidade obter todo o domínio da cadeia produtiva referente ao processo de dicloro e tricloro, utilizando de uma tecnologia brasileira que apresente condições competitivas com o mercado internacional. Além das áreas de saneamento básico, utiliza-se dicloro e tricloro no mercado de indústrias alimentícias como antibactericida, em setores de tratamento de efluentes durante o processo de pré-cloração e eliminação de cor do resíduo a ser tratado. Infelizmente não se teve a possibilidade de dimensionar os números necessários de saneantes nestes setores, porém levando-se em consideração somente os valores apresentados referente a deficiência do saneamento básico, já justifica a necessidade de obter o domínio da técnica. Vantagens A Claeff apresenta como principal vantagem competitiva o desenvolvimento de uma Tecnologia que gera dicloro e tricloro isocianúrico, utilizando de matérias-primas encontradas em abundância no território brasileiro como é o caso do Cloro e da Amônia. Todo o cloro produzido no Brasil é extraído através da reação de hidrólise do sal marinho, que necessita de uma alta fonte energia elétrica, energia esta barata em território nacional, que corresponde a 80% dos custos de fabricação do referido produto. Pelo fato de se obter e se vender o cloro a preço relativamente baixo, hoje o parque produtivo de cloro no Brasil apresenta competitividade com o mercado externo. Atualmente a produção de amônia no Brasil ocorre ou através de sua extração proveniente do ar atmosférico, ou a partir do processo de produção realizado pela Petrobrás, que possui um grande parque produtivo deste produto, visando atender a necessidade de uréia destinada ao setor de agricultura, sendo vendida a um baixo custo quando comparados a outros países. Para ambos os produtos pode-se afirmar que o Brasil apresenta um mercado competitivo, visto que o país não necessita importá-los, pelo fato de seus fabricantes possuírem o domínio da cadeia produtiva dos compostos em destaque. Hoje, o Brasil importa dicloro e tricloro a um preço oneroso, pelo fato de não existir empresas nacionais produtoras destes compostos. Ressalta-se que além destas matérias-primas terem um alto preço, elas ainda necessitam ser misturadas a outros compostos, visando uma maior eficiência de adaptação as necessidades específicas de cada região brasileira, fazendo com que este processo torne-se ainda mais oneroso. Portanto, o objetivo da Claeff consiste em obter a tecnologia nacional visando o desenvolvimento de geração de dicloro e tricloro brasileiro, obtendo por conseqüência a isenção da taxa de pagamento internacional referente ao Royall, taxa esta que interfere consideravelmente o custo final do produto importado, além de adquirir o domínio da cadeia produtiva no tocante ao processo do composto clorado em destaque.
Análise do problema Populações como as dos ribeirinhos da Amazônia e sertanejos da caatinga nordestina normalmente tem vivido da extração vegetal principalmente da extração de óleos vegetais ou essenciais que para a sua extração necessitam de calor que hoje provém do desmatamento. Normalmente não possuem energia elétrica ou quando possuem dependem de combustível fóssil de alto custo. Outro ponto importante para a tecnologia é a transformação de telhados industriais emconcentradores de raios solares com a geração de calor em alta temperatura e simultaneamente eletricidade diminuindo assim a emissão de CO2 que agrava a questão do efeito estufa, diminuindo a dependência de energia externa. A energia solar para a produção de eletricidade e calor simultaneamente é o foco do nosso desenvolvimento que visa a construção de um captador de energia solar de baixo custo para múltiplas aplicações e dupla função. São conhecidas duas grandes tecnologias de captação de energia solar. Uma delas é a fotovoltaica, onde placas de silício ou outro material absorve a energia de forma luminosa transformando diretamente em energia elétrica sem absorver a porção da luz que se transforma em calor. Outra é a calorífica que transforma o máximo possível da energia luminosa em energia de calor num corpo negro, aquecendo assim algum fluido como a água, óleo, ar ou sais e assim esta energia poderia ser usada numa turbina para geração de eletricidade ou aquecimento de sistemas industriais, residências como o chuveiro, etc. No sistema fotovoltaico os raios solares incidem diretamente sobre as placas de silício que absorvem a luz gerando dentro das células uma diferença de potencial produzindo uma corrente elétrica contínua. Um dos problemas deste sistema, atualmente, é o custo das placas que tem inviabilizado sua utilização em grande escala, gerando energia elétrica num custo bem maior que o convencional com a perda da energia radiativa transformada em calor. No sistema de aquecimento de água ou outro fluído captado diretamente do sol transformando a luz solar em aquecimento, já grandemente utilizado e de baixo custo, pode-se notar uma grande quantidade em residências para o aquecimento de água para chuveiro e outros. Apesar de simples, o sistema o município de São Paulo passou a exigir por lei municipal que novas residências tenham sistema de aquecimento por energia solar, que tem uma capacidade de aquecer água até a temperatura de 55°C. Processos industriais e agro-industriais normalmente exigem temperaturas entre 80 a 120°C, fora, portanto desta tecnologia. Neste sistema é absorvida a luz difusa e a radiação incidente, mas com ângulos variáveis em função da posição solar, mostrando se também de baixa eficiência, pois a captação depende também do angulo de incidência dos raios solares que varia durante o dia. Não são difundidos os sistemas de aquecimento solar com concentradores dos raios solares para instalações de médio porte, com exceção dos pequenos sistemas chamados de fogão solar, mas este não tem como objetivo ser eficiente em termos energéticos, mas somente o de cumprir a função de cozer os alimentos ou aquecimento de água. Nos dias atuais é possível efetuar concentradores de raios solares com posicionamento automático sempre recebendo os raios solares em posição adequada com máxima eficiência, com um baixo custo e com mecanismos muito simples, com baixo consumo de energia proporcional a energia captada. Sistemas de captação de energia solar por concentração de raios de grande porte são poucos em operação no mundo e estão gerando energia a um custo que, somente agora com o custo do petróleo alto, começa a se viabilizar. Dentro do ramo de concentradores de raios solares são observadas poucas idéias evolutivas na diminuição dos custos de geração da energia elétrica ou de calor a partir da energia solar, com exceção das que constam dos fabricantes de células fotovoltaicas para melhorarem a eficiência e a redução de custo de fabricação das mesmas. Nos sistemas de aquecimento de água pela absorção de placas sem concentradores, obtém-se, por exemplo, a água quente a temperatura máxima de 55 a 65 °C, assim se torna uma técnica limitada quando se quer temperaturas variando de 80 a 120°C para o processo. Hoje dominam os aquecedores elétricos, com consumo de lenha, óleo ou gás, todos com impacto ambientar na emissão de CO2 para a atmosfera, quando se deseja temperaturas maiores e neste caso os concentradores de raios solares atendem a esta necessidade sem qualquer consumo de energia. Sistemas que produzem água ou outro fluido a temperaturas próximos ou superiores de 100°C reduzem o investimento de reservatórios de água quente, pois maior energia em forma de calor esta concentrado em volumes menores de massa de fluido. A água quente ou outro fluido pode ser guardado por até 48 horas sem se ter grandes investimentos, quando se estoca a temperaturas maiores. Por outro lado as células fotovoltaicas de boa qualidade suportam concentrações maiores de intensidade luminosa, fato observado em nossos estudos, gerando assim maior quantidade de energia elétrica, mas existe um limite de temperatura para este máxima eficiência de geração e quanto de concentra os raios solares sobre a célula esta se aquece a temperaturas acimade 200 °C perdendo assim sua capacidade de geração de corrente. A retirada de calor para células fotovoltaicas quando se trabalha com temperaturas acima de 90 °C é fundamental para manter a eficiência do processo de geração de corrente. Proposição técnica Propomos aqui do desenvolvimento de processo de geração de energia elétrica por células fotovoltaicas em concentradores de raios solares, com simultâneo aproveitamento do calor de difusão sobre as células onde o fluido de resfriamento das mesmas, mantendo-as a temperatura ótima de trabalho e gerando fluido quente útil ao aquecimento de algum processo industrial, agroindústria, localidades remotas, clubes, fazendas, criadouros etc. Proposição de produto e processo O projeto de pesquisa proposto visa obter tecnologia, patentes, dados de projetos para instalações de plantas de geração de energia elétrica e calor para processos industriais, agroindústrias, clubes, hotéis, e principalmente para atender o problema de energia e calor para o ribeirinho da Amazônia e o sertanejo da caatinga, sem a necessidade de se consumir combustível ou causar emissão de CO2. Com isto poderia ser projetado plantas de geração de energia elétrica, unido a geração de calor para múltiplas aplicações tais como indústrias, hotéis, agroindústrias sem consumo de combustível como carvão, óleo, gás etc. Entre os produtos que a empresa poderia comercializar com a presente pesquisa estaria a venda de tecnologia, venda de projetos de plantas, construção de planta para venda de energia e calor para indústrias, com venda de créditos de carbono, produção de pequena planta de geração para pequenas indústrias, agroindústrias, hotéis, clubes, SPAs, fazendas etc, principalmente em localidades longínquas. Vantagens técnicas Num processo normal de captação de energia solar em células fotovoltaicas, parte da energia se transforma em calor e não é convertido em eletricidade e se perde e o custo das placas fotovoltaicas são altas, pois são importadas e as mesmas suportam concentrações maiores de energia luminosa, que usando concentradores solares de vidro ou outro material os custos das placas cairiam muito. Adicionando uma caldeira solar por detrás das células o calor perdido nas células seriam aproveitados com dupla função de resfriar as células mantendo em condição ótima de uso e aqueceria algum fluido que seria usado em processos como calor. Normalmente em indústrias existe a necessidade de energia elétrica e calor e o calor é um ítem relevante em termos de custo para os processos produtivos, assim este processo se enquadraria como uma luva nas necessidades. Vantagens ambientais Atualmente se consome algum combustível para aquecimento de processoscomo o GLP, óleo, gás natural entre outros que com a substituição do aquecimento a base solar implica na não emissão de CO2 e possibilitando a venda de créditos de carbono. Geração e transporte da energia elétrica implica em danos ambientais, com construção derepresas e utilização de áreas para passagem de linhões e consumo de energia e resíduos na produção de alumínio, contrasta com a geração no ponto de utilização de energia principalmente para as regiões do sertão nordestino onde existe uma abundância de sol. Processo de geração dupla de energia elétrica e calor num único processo onde a área de captação de energia elétrica com custo menor que as placas fotovoltaicas convencionais considerando a área de captação total do equipamento. O calor difuso das células fotovoltaicas em processo de concentradores de raios sendo usados para aquecimento de processos. Vantagens comerciais O processo gera água, ar ou óleo quente com temperaturas bem maiores que as placas de captação de calor convencionais para aquecimento de chuveiros residenciais, atendendo a necessidades de outras aplicações industriais ou outras aplicações. Energia associada a aquecimento disponível em locais remotos com menor custo proporcional a área de captação. Não consumo de combustíveis fósseis com liberação de CO2 para a atmosfera. Equipamento de fácil instalação e operação. Possibilidade de se guardar a energia térmica e a energia elétrica em baterias e tanques de fluido aquecido para posterior utilização. Custo inferior a outros processos de captação de energia solar comparativo. Aspectos Sociais No processo proposto onde a estrutura principal dos captadores podem ser fabricados por estrutura metálicas simples resulta numa nova aptidão as pequenas indústrias de estrutura metálica e prestadores de serviços de mão de obra de montagem regional em uma nova cadeia produtiva. Relevância do Projeto O Brasil deixou de participar do desenvolvimento da muitas cadeias produtivas de alta tecnologia por não fomentar a pesquisa em algumas áreas e a produção de processos de geração de energia solar por células fotovoltaica é uma delas. Atualmente esta tecnologia esta em países como EUA, Alemanha, Japão e todos os captadores solares são importados. Uma tecnologia nacional, com a patente (PI 018.080.038.481) INPI, requerida pode diminuir este atraso dando alternativa na cadeia solar adaptada ao problema energético interior e a soluções técnicas ecologicamente corretas. Com o aumento do preço dos combustíveis fósseis a viabilidade de novas técnicas se desponta, somado ao cuidado com a não emissão de gases que afetem no aquecimento global. A técnica aqui descrita é realmente revolucionária no aspecto a união do aproveitamento da energia elétrica e de calor simultaneamente ampliando a eficiência do processo e com custos compatíveis. Objetivos do Projeto Obter tecnologia nacional de captação de energia solar fazendo frente as alternativas importadas, que seja adaptada as necessidades regionais. Transformar a tecnologia requerida em processo comercialmente aceito adaptado ao mercado. Levantamento da dados de campo que viabilize futuras instalações de médio e grande porte. Desenvolvimento de captador solar dentro da tecnologia proposta demonstrando viabilidade técnica, custo. Desenvolvimento da técnica com registro de patentes complementares garantindo toda a cadeia dentro da técnica. Formação de técnicos voltados a esta tecnologia para a venda de instalações. Contribuir para enquadramento de empresas no sistema de ecologicamente corretas, com diminuição de emissões de CO2, vendendo instalações e tecnologia. Assegurar com registros todo o processo desenvolvido. Obter projeto de produto apto para a sua produção e venda. Viabilidade Grandes empresas possuem forte foco na sustentabilidade, responsabilidade social e ambiental, com programas de redução de consumo de energia com substituição de processos de geração de energia para energias renováveis. O Nordeste e a Amazônia possuem uma infinidade de comunidades sem acesso a energia elétrica onde projetos comunitários de geração de energia e calor são fundamentais para a melhoria do padrão de vida. Um processo que atenda ambas as solicitações com a capacidade de gerar energia elétrica e ao mesmo tempo calor para os processos produtivos desde uma fábrica de doces caseiros do interior ou aquecimento de uma planta petroquímica reduzindo os custos industriais, é desejável e com certeza atraente ao mercado, principalmente considerando uma energia ecologicamente correta. Os custos de da célula fotovoltaicas sobre um telhado industrial gera pouca energia proporcional as necessidades da indústria e custos de investimento e mesmo assim somente a energia radiante se transforma em elétrica, desperdiçando a energia calorífica que poderia ser usada. A concentração dos raios solares para uma dupla captação viabiliza os custos de aplicação, reduzindo os custos com células fotovoltaicas. Assim a potencialidade do processo proposto é muito grande considerando todo este mercado. Mercado para o projeto Muitas empresas possuem programas de redução de consumo de energia e substituição de processos de geração de energia para energias renováveis, bem como programas de auxilio a populações com inserção a cadeias produtivas e neste aspecto a tecnologia proposta se enquadra bem nestes casos. Como já mencionamos, o Nordeste e a Amazônia possuem uma infinidade de comunidades sem acesso a energia elétrica onde projetos comunitários de geração de energia e calor são fundamentais para a melhoria do padrão de vida. Também podem ser usados em telhados industriais com este sistema de captação com geração de calor para a indústria, reduzindo o consumo de energia representando uma redução nos custos. Há uma clara oportunidade para empresários e investidores na aquisição de produtos, tecnologia e equipamento.
Análise do problema As características e os problemas da região do semiárido nordestino são conhecidos com muito sol, vento, terras férteis, porém secas, com excesso de água salobra, com poucas culturas produtivas e economicamente viáveis, gerando assim pobreza. Algas e microalgas são plantas aquáticas que vivem em água do mar, água doce ou salobra, que efetuam a fotossíntese, capturam o CO2 da atmosfera, consomem sais minerais das águas e geram material orgânico. Lagoas salinas e poços perfurados que resultam águas salobras são abundantes em grande parte da região nordestina, que, com algumas técnicas de plantio de algas, poderia se obter alto nível de crescimento, com a adição somente dos sais faltantes na mesma. O CO2 e o CH4 são os gases problema para a questão do aquecimento global, todavia o CH4 é um combustível com alto poder calorífico e de fácil utilização em veículos e com tecnologia já desenvolvida. Regiões do interior do sertão ainda não possuem distribuição de gás natural veicular, pois a rede de tubulação é extremamente cara para atender uma vasta região de baixo poder aquisitivo. Da mesma forma, energia elétrica de origem limpa (ecologicamente correta) é algo desejável e estratégica ao País. Centenas de rejeitos orgânicos que vão desde lixo urbano e agroindustrial até materiais como folhas e frutos de plantações que apodrecem no ambiente gerando basicamente os gases CO2 e CH4, nossos vilões do aquecimento global. Das algas e microalgas são extraídos óleos essenciais para a indústria alimentícia, cosméticos e farmacêuticos, dependendo da espécie, e ainda, possui um subproduto orgânico para, em um biodigestor, poder gerar biogás (uma mistura de CO2 e CH4). Atualmente, em noventa por cento das plantações de caju não se aproveitam o pedúnculo (parte comestível), que poderia ser usado para extração de concentrado de caju e essências e, com o restante do material, também poderia ser usado na produção de biogás. O Sol pode ser usado para aquecimento dos processos produtivos de extração de óleos, bem como para a dessalinização de parte da água do processo, sem a necessidade de queima de combustível orgânico na produção, aumentando a eficiência energética do sistema. Microalgas cultivadas sem maiores critérios e, se existir água doce próximo, servem como criadouros de peixe em pequenos tanques. Muitos óleos de algas encontram alto preço no mercado nacional e internacional, como é o caso do Beta Caroteno, com alto poder antioxidante, da vitamina B-12 e outros. O cultivo de microalgas é algo largamente estudado fora do Brasil e também por universidades brasileiras, mas não existe uma criação de forma industrial e em pleno semiárido, todavia já existem plantas para extração de óleo com produção de biodiesel na Patagonia - Argentina e nos EUA. (maiores detalhes no ítem Inovação). Ao compararmos o cultivo de algas com a produção de mamona verificamos que, o investimento inicial para a preparação da criação de algas é maior, porém, as algas necessitam entre doze a cinqüenta vezes menos área de cultivo do que para a plantação de mamona, a criação inicia a produção apenas alguns dias após o plantio e existe o faturamento de créditos de carbono, o que torna o processo do cultivo de algas mais interessante economicamente. Por outro lado, os gases gerados num biodigestor podem ser separados através de uma torre de lavagem de gases, onde o CO2 é separado do CH4. O CH4 pode ser usado para a geração de energia elétrica pela queima em caldeira ou motogerador, como também comprimido e enviado para ser utilizado como biogás veicular. O CO2 retorna para a criação de algas, aumentando a taxa de crescimento das mesmas. Este processo impede que haja a liberação destes dois gases responsáveis pelo efeito estufa da atmosfera. Este processo, com criação de algas e biodigestão, poderia ser construído próximo a termoelétricas, o que a levaria produzir energia ecologicamente correta. O plantio da mamona para a produção de biodiesel possui alto interesse social e ambiental, mas economicamente problemático quando comparado ao preço do diesel de petróleo, porém, quando se utiliza o caule e as folhas para a geração de biogás, separando o CO2 gerado no biodigestor e enviando como nutriente para a criação de algas, o sistema se torna viável economicamente. Estima-se existir mais de 100.000 espécies de algas na terra, com uma infinidade de possíveis extratos, ainda desconhecidos do homem, que poderiam ser aplicados para a medicina, cosmética, indústria alimentícia e indústria química. Encontrar as melhores espécies de algas adaptadas ao sertão, com alto valor agregado em seus extratos é um dos objetivos deste desenvolvimento, bem como a melhor eficiência na criação. Na cadeia produtiva do caju encontramos um rejeito da amêndoa da castanha utilizado atualmente para ração animal, de custo baixo, e que poderia ser aproveitado para extração de óleo nobre do rejeito, com posterior alimentação de animais, utilizando os excrementos dos mesmos para a biodigestão, gerando valor à cadeia com a extração de óleo. A sinergia dos processos do cultivo de algas, biodigestão, separação de gases, extração de óleos essenciais e a viabilização do sequestro de carbono é foco de nossa pesquisa com aplicação real no sertão. Algumas microalgas são constituídas de até 80% de sua massa corpórea de óleos, que encontram alto valor no mercado internacional, outras algas de alta produção de óleo poderão ser inclusas na cadeia produtiva do biodiesel, restando desenvolver as espécies adaptadas à região e o processo de extração apropriado para as mesmas. Benefícios e produtos - Geração de óleos especiais para ingredientes alimentícios, cosméticos, farmacêuticos com alto valor agregado; - Geração de óleo para a trasesterificação (fabricação de biodigestor); - Tratamento de resíduos orgânicos proveniente de dejetos urbanos, industriais, agroindustriais, transformando em CO2, útil para o crescimento das algas e CH4 para geração de energia e combustível ecologicamente corretos; - Produção de adubos orgânicos para múltiplos fins a partir da biodigestão; - Sequestro de carbono em vários pontos do processo, tais como, a absorção do CO2 para o aumento da taxa de crescimento de microalga, não liberação de CH4 para a atmosfera, geração de energia elétrica limpa, reciclagem do de rejeito orgânico; - Geração de novos conhecimentos em uma nova cadeia produtiva, valorizando o homem, a terra, e o meio ambiente; - Nova cadeia produtiva viabilizando a fixação do homem a terra. Patente Ao avaliar os custos da produção de óleo de mamona, se verifica que não existe lucratividade, foco prioritário do investimento, necessitando de incentivo. Avaliando a lucratividade do processo de biodigestão à parte, não se encontra a lucratividade desejada. Mas, quando se unem os três processos que são: fonte de material orgânico barato, biodigestão, sistema de separação de gases, criação de algas e processo de extração de óleos, os resultados de lucratividade se tornam diferentes e interessantes ao investimento. A biodigestão é um processo bioquímico onde materiais orgânicos sem valor comercial, tais como: folhas, estrume animal, sólidos de tratamento de esgoto e rejeitos agro industriais, podem ser digeridos gerando em média 4% da massa original biogás que possui 60% de CH4, 38% de CO2 o restante de H2S, com o resto da massa original adubo orgânico. Na torre de separação de gases o biogás é introduzido pela parte inferior e obrigado entrar em contrato com a água em contra corrente, que em certas condições absorve o CO2 em detrimento do CH4, que sai pelo topo da torre. O CH4 é então tratado e usado em compressão para biogás veicular ou usado para geração de energia elétrica. O CO2 em solução é usado com um dos nutrientes da criação de algas, misturando na criação através de dispersores projetados para este fim. Na criação de algas, as algas consomem o CO2, fonte de carbono, e possuem em média 22% de carbono em sua composição, sendo que, para cada quilo de algas vivas criadas é absorvido aproximadamente 0,8 Kg ou mais de CO2, liberando 0,6 Kg de O2 para a atmosfera, onde de 30 a 80% da massa viva se transforma em óleos, dependendo do tipo de alga, que podem ser separados os ativos de maior valor agregado. O restante do material orgânico das algas pode ser utilizado como alimento animal, retornar para a biodigestão ou seco ao sol, usado como aditivo de alimentos ou ração. A taxa de crescimento das algas sem a adição forçada (somente o absorvido da atmosfera) é, em média, de 18 a 25 g/m²/dia, que pode aumentar para 32g/m³/dia com a adição forçada de CO2. Por exemplo, em um hectare de plantio de algas teremos uma produção média de algas de 5,5 ton /mês de algas secas, gerando 2,5 ton de óleos especiais considerando algas com 40% de óleo, mas isto pode chegar até a 80%, absorvendo 4,4 ton CO2, liberando 3,3 ton de oxigênio a atmosfera produzindo 3,3 ton de material orgânico que no biodigestor, caso não seja utilizado para ração animal, geraria 3 ton de adubos orgânicos, gerando 50 Kg de CO2 e 80 Nm³ de gás CH4. Vale ressaltar que, exemplificamos com os menores números, ou seja, existe muito espaço para o desenvolvimento do processo. Estes dados são provenientes de cultivos em laboratório e, se faz necessário um trabalho de pesquisa e desenvolvimento para que se transforme estas informações para o semi- árido. Podemos ver uma divulgação sobre a problemática da criação de microalgas de forma extensiva no site "www.claeff.com.br". Processo A união dos sistemas de criação de algas, biodigestor, torre de separação de gases e sistema de extração de óleos, estão descritos em nosso processo com a geração de vários produtos, adaptando a realidade do semiárido, que é o foco de nosso desenvolvimento, onde a aplicação deste conhecimento em nosso projeto vai gerar a operacionalidade de uma nova cadeia produtiva, vindo de encontro com os maiores problemas ambientais, sociais e de energia. Variantes deste processo são adaptados aos insumos de cada localidade, característica de relevo, solo, cultura agrícola, necessidades de energia e etc. Neste caso, a criação de algum animal, com a utilização das fezes para a biodigestão aumenta a lucratividade, dependendo do insumo orgânico de alimentação do mesmo, onde a cabra se destaca pela resistência ao clima. Pode ser visto o fluxograma básico no site www.claeff.com.br, descritos na nossa patente número 220 0703732193 no INPI em nome do Eng. Cláudio Truchlaeff. Existe a necessidade de se obter uma fonte de CO2 (4,4 ton/mês) a partir queima com a geração de energia elétrica e calor ou através de biodigestão com a geração de CO2 e CH4 para atender a necessidade da criação de algas de um hectare plantado e poderá ser usado os seguintes geradores de CO2: - Geradores elétricos, 1,33 ton/mês de diesel - Caldeira geradora de vapor com queima de material orgânico de plantações, 2,6 ton galhos de poda de cajueiro; - Gases de termelétricas, ou cogeradores de usinas de açúcar e álcool, 3,4 ton de palha de cana ou folhas. Nos casos de caldeiras e termoelétricas existe a liberação de calor que pode ser recuperado para a geração de vapor para o processo de extração de óleos. A energia elétrica aqui é considerada limpa, pois todo o CO2 é absorvido pelas algas, mas no caso das caldeiras existe uma dupla vantagem em termos de emissão de carbono, pois o combustível é vegetal e toda a emissão é absorvida, com duplo crédito de carbono. O material sólido proveniente da biodigestão pode ser seco ao sol e queimado nas caldeiras, como uma das alternativas. Poderão ser usadas como fontes de materiais orgânicos para a biodigestão para atender as microalgas, o excremento de animais, restos de podas ou palha de plantações, material sólido proveniente de tratamento de esgotos ou restos de orgânicos da agroindústria local. Objetivo O projeto tem como objetivo implantar no semiárido um processo produtivo alternativo, patenteado, para acrescentar valor à região, utilizando recursos abundantes como o sol, terras secas e águas salobras. Tais fatores viabilizam um processo eficiente de geração de óleos essenciais, ingredientes para alimentos, cosméticos e farmacêuticos, óleos para a produção de biodiesel, produção de biogás, adubos orgânicos, produção de energia elétrica limpa, utilizando como matéria subprodutos agroindustriais, industriais e urbanos, com a união de quatro processos num único. Esses processos são o biodigestor, o cultivo de microalgas, processo de separação de gases e sistema de extração de óleos essenciais. Outro objetivo é criar um laboratório com centro de pesquisa e treinamento de mão de obra para o desenvolvimento da planta piloto simulando escalas industriais na região do semi-árido nordestino, próximo a um centro agroindustrial, visando gerar conhecimento técnico, operacional e produtivo e ainda, viabilizar seqüestro de carbono em várias fases do processo produtivo. Nossa Infraestrutura Localizada em área rural próxima a reserva ecológica de Águas Finas, altura Km 17,5 da estrada de Aldeia, com 10000m², própria, constituída de uma área de preservação com coleção de plantas nativas do nordeste propícia para pesquisa agro industrial de processos para plantio em pequena escala e desenvolvimento de processos de extração de ativos vegetais, com área apropriada para testes de processos desenvolvidos como o de energia solar para aquecimento, geração de biogás, captação de energia solar etc. A empresa possui laboratório com microscópio para análise de algas, computadores, balanças, equipamento de análise laboratoriais, equipamento de secagem de alimentos e sementes com energia solar, equipamento de separação de gases por peneira molecular, Reator de alta pressão para simulação de reações de alta pressão, equipamento piloto para extração de óleos essenciais, galpão de estoque de materiais e equipamentos. plantio de espécies nativas do norte e nordeste. Para pesquisas onde necessitam análises de maior precisão são feitos com acordos com algumas empresas de pesquisa e desenvolvimento como as universidades de Pernambuco e Ceará, UNIFOR-Universidade de Fortaleza, CEFET - CE entre outros. Temos dois locais de montagem e testes de equipamentos industriais, um mediante acordo com a Empresa Potágua, que possui unidades sede e filial no sertão do Ceará, situada na Av. Ulisses Bezerra, 1447 - Fortaleza – Ceará e outro com a Oficina de Campo: Rua Prefeito Vicente Veloso, 90 – Russas - CE. Temos também acordo com a Beraca Sabará para a execução trabalhos dentro da unidade de Itapissuma – PE, próximo a sede da Claeff, que possui laboratórios, área de montagem, galpões, etc. Inovação As algas e microalgas são, sem dúvida, os seres mais eficientes da terra para transformar energia solar em energia química, produzir alimentos e são uma alternativa para a solução dos problemas globais enfrentados pela humanidade como o aquecimento da Terra, falta de alimentos e o fim da Era Petróleo. Comparando vários processos de produção de energia a partir de vegetais podemos observar a disparidade entre as culturas normais e o cultivo de algas, todavia, o conhecimento humano na criação de algas ainda é incipiente e recente. Na tabela abaixo, podemos verificar a comparação energética, onde as algas foram plantadas em laboratórios com a respectiva produção de óleos. Algas ¦ 6750Librade Óleo /acre plantado 700 Galões de óleo / Acre/ano Amendoim¦815Librade Óleo /acre plantado 112 Galões de óleo / Acre/ano Girassol¦ 720 Librade Óleo /acre plantado¦99Galões de óleo / Acre/ano Soja¦ 450 Librade Óleo /acre plantado¦62Galões de óleo / Acre/ano Neste caso, porque não são feitas grandes plantações de algas, no mar ou em lagoas extensivas atualmente? Em laboratório as condições de crescimento de algas são ideais com luz, temperatura, concentração de nutrientes e principalmente controle de crescimento de microorganismos que se alimentam de algas. Quando a soja ou outra espécie é plantada, são retiradas do terreno outras plantas que impediriam o bom crescimento das mesmas, obtendo-se a máxima produtividade na cultura. No caso de cultivo de microalgas, a separação das espécies indesejada é de difícil controle e a recontaminação das mesmas é extremamente freqüente. Podemos considerar que a cultivo de algas em laboratórios representa uma condição ideal de controle e de impedimento de recontaminação, onde a espécie desejada não possui competidores. A taxa de crescimento de algas em laboratório varia entre 22 a 45 g/m2/dia e, as primeiras tentativas de cultivo de forma extensiva não passaram de taxas de crescimento de 7 a 12 g/m²/dia. Quando se cultiva uma alga de onde se extrai óleos essenciais de alto valor agregado, existe espaço econômico para tomar os cuidados devidos, minimizando, assim, a questão da contaminação por outras espécies. Mas, para criações de espécies cujo elemento extraído é de baixo valor, a exemplo de quando o propósito é de se produzir biodiesel, se faz necessário o desenvolvimento de técnicas baratas e eficientes. Pelo gráfico (disponível no site www.claeff.com.br) podemos entender a diferença entre a criação em laboratório e extensiva. A diferença entre a produção com cuidados especiais e a criação extensiva define se uma nova cadeia produtiva vai existir ou não. Na natureza observamos os casos de maré vermelha ou azul, onde ocorre a proliferação descontrolada de algas por algum desequilíbrio ou ausência de competidores, que é exatamente o nosso objetivo, criar extensivamente algas ausentes de elementos competidores sem os caros cuidados laboratoriais. A questão da fermentação do caldo de cana concentrado para a produção de álcool, onde o Brasil, depois de muita pesquisa e desenvolvimento obteve o controle bacteriológico da fermentação, mantendo a eficiência da produção de álcool dentro de valores comercialmente aceitáveis, através do controle do pH, temperatura, processo, desenvolvimento de antibióticos e bactericidas, viabilizou o a cadeia produtiva do álcool. Similarmente, ocorre na criação de algas onde são necessários o desenvolvimento de processos, produtos e elementos vivos que mantenham a eficiência do processo em grande escala. Cabe aqui um trabalho intensivo de pesquisa e desenvolvimento para a viabilização de uma nova cadeia produtiva para o Brasil e, principalmente, para o Nordeste, que possui especiais aptidões: terras abundantes, sol, águas salinas e mão de obra. Mais inovação Não se tem conhecimento da aplicação prática do caule e folhas do mamoneiro para a geração de biogás, do aproveitamento de CO2 proveniente de várias fontes para a criação de algas e microalgas. Também não há no Brasil, cultivo de microalgas para biodiesel com dissolução de CO2 para aumento de tacha de crescimento das mesmas, nem a extração em escala piloto de óleos essenciais a partir de algas ou a utilização do rejeito da microalgas após a extração de elementos ativos na geração de biogás em biodigestores, ou ainda, a utilização deste rejeito na criação animal, com suas fezes sendo utilizadas para a geração de combustível ecologicamente correto. Os ambientes utilizados como as águas e lagoas salobras não possuem utilização comercial em uma vasta área do território e mesmo que seja executado em lagoas artificiais, o consumo de terras será de regiões secas e de baixo valor. O processo possui grande sinergia entre seus elementos, não contaminando o meio ambiente, mas, tratando resíduos e dando destinação nobre para cada elemento. Não se trata aqui, de uma melhoria do processo, mas sim, da união de quatro sistemas produtivos em um único processo adaptado à realidade do nordeste, ainda não aplicado em processo produtivo, mas plenamente adaptado à realidade do semi-árido. Se o processo aqui descrito for aplicado de forma intensiva, pode alterar ou contribuir para uma nova matriz energética, senão para o Brasil, mas ao menos para uma vasta região. Com a união de bagaço de cana como insumo, resíduo de caju ou mesmo ao plantio de mamona, onde o caule e folhas são completamente desprezados, pode-se retirar muito mais energia, viabilizando economicamente o biodiesel a partir de mamona, que hoje somente é viável com forte incentivo fiscal. É difícil dimensionar o impacto que este desenvolvimento causaria ao país caso seja aplicado intensivamente ou qual o potencial econômico social envolvido. Mesmo volumes de capacidade de produção neste processo, no caso de aplicação intensivamente, não há condições de avaliarmos no momento, mas, este não nos parece o foco, pois a potencialidade é clara, restando somente a aplicação de forma real no projeto para que se tenha segurança da aplicação em larga escala. Mesmo que o processo seja aplicado intensivamente, é certo que matérias primas, energia, insumos alimentícios, cosméticos e farmacêuticos, serão absorvidos pelo mercado global, pois uma crise de matérias primas já ocorre pelo aumento da população, o crescimento dos países emergentes e o declínio da produção de petróleo. Novas formas de seqüestro de carbono também são uma necessidade global e emergente, com o primeiro mundo ávido por projetos consistentes e exeqüíveis. Dentro deste processo, temos então as seguintes vantagens: - Utilização de terras secas e água salobra do semi-árido nordestino para a produção de insumos; - Seqüestro duplo de carbono, no processo de criação de algas e a fermentação do biogás; Produção de gás veicular, sem impacto no aquecimento global; - Geração de insumos alimentícios, cosméticos e óleos apropriados para a trasesterificação, processo de geração de biodiesel, dependendo da espécie de algas a ser cultivada; - Rejeitos agroindustriais da região nordestina, como por exemplo, o rejeito da castanha do caju que poderá ser extraído o óleo para fins cosméticos e o restante orgânico enviado para o processo fermentativo para a produção de adubos, biogás e CO2. Neste ciclo produtivo os insumos são o sol, água não utilizada de poços e rejeitos orgânicos vindos da agroindústria e até do lixo urbano, gerando produtos úteis para a solução do problema da energia, aquecimento global e até alimentos. Biodiesel Um volume grande de pesquisas sobre óleos extraídos de algas e microalgas sejam usados na fabricação de Biodiesel, com destaque para a Dra Maria Odete da UFC, Instituto de Ciências do Mar (LABOMAR), onde comprova a possibilidade. A questão aqui é a criação extensiva, onde contaminações e crescimento de elementos indesejados competem com o cultivo, assim deverá ser desenvolvido algas resistentes, de fácil manuseio e baixo custo operacional para a viabilização do processo. Encontramos pesquisas extensivas sendo feitas nos Estados Unidos da América e Argentina (região da Patagônia), onde se procura a viabilidade técnica financeira, todavia em ambos os casos existe uma variação extremas de temperatura nos desertos do Novo México e Sul da América do Sul, com pouca água disponível. Cultivos extensivos de algas necessitariam áreas de baixo custo que não competiriam com as culturas já existentes. Em todas estas condições as regiões do semi-árido possuem largas vantagens em relação a outros países, que estão longe da linha do equador.
A Claeff Engenharia foi constituída em 24 de outubro de 1998, no município de Paudalho - PE, visando inicialmente apresentar soluções inovadoras para a indústria do Estado de Pernambuco, com técnicas de engenharia voltadas para as áreas de desinfecção de águas para consumo humano, rejeitos urbanos, águas residuais e melhorias de eficiência em processos industriais. saiba mais