Lucas Tadeu Fuess.

O Centro Paulista de Estudos em Biogás e Bioprodutos é dedicado ao tema "Aproveitamento inteligente de resíduos para o desenvolvimento sustentável" e visa criar competências com base em ciência que conduzam ao desenvolvimento e aplicações de soluções inovadoras de biogás. Os sistemas energéticos sociotécnicos que incluem soluções de biogás têm um desempenho de sustentabilidade bastante positivo uma vez que tratam resíduos, produzem combustível renovável e criam nutrientes renováveis para as plantas. No Estado de São Paulo (ESP) há muito substrato disponível - um potencial de mais de 4,5 bilhões de m3 ano de biogás - assim como uma grande demanda por seus bioprodutos, mas apenas uma fração deste potencial é aproveitada. O papel do CP2B é criar novos conhecimentos e competências que levem a soluções aplicáveis ao biogás no Estado, e articular ações conjuntas nas esferas industrial, política, social e ambiental. O CP2B tem por principal objetivo contribuir para a gestão de resíduos orgânicos e lignocelulósicos - urbanos e agroindustriais -, com prioridade para as ações voltadas à gestão pública de resíduos em setores estratégicos para a economia do estado. Em 2022, o setor sucroenergético injetou mais de R$50 bilhões na economia do estado, que responde por 50 da produção nacional de cana, por 44 do etanol e 60 de açúcar (safra 2023/24). O potencial de produção de biogás neste setor representa mais de 50 do potencial nacional, sendo que a integração com outros setores por meio de ecopólos ou ecoparques deve resultar em soluções sustentáveis e inovadoras. Nosso grupo de pesquisa tem avaliado a potencial integração de resíduos para produção de biogás. No segmento urbano, a produção de biogás a partir de RSU e esgoto sanitário representa muito mais do que uma oportunidade econômica: contribui para questões de saúde pública. Os RSU ainda são dispostos em aterros sanitários, a maioria deles sem sistema para coleta de biogás. Onde existe, a não-segregação compromete a eficiência do sistema de produção de biogás. Portanto, é necessário buscar soluções inovadoras e ações integradas da Ciência, com o poder público, com a sociedade e com o setor empresarial. Tais soluções devem ir além da geração do biogás e do digestato, inerentes aos sistemas de biogás tradicionais, abrindo um novo horizonte para pesquisas acerca do potencial de outros bioprodutos, o que permitirá agregar ainda mais valor aos resíduos. O centro irá atuar de forma transdisciplinar. O foco está em fornecer conhecimento, competência, colaboração aprofundada entre disciplinas científicas e com profissionais, novas soluções e análises da contribuição para uma transição de sustentabilidade aos stakeholders ao longo da cadeia de valor, ao setor de biogás e às comunidades em geral. Comunicação, networking, educação e capacitação são ferramentas para alcançar a visão, estratégia e objetivos do centro de concretizar o potencial de sustentabilidade e inovação das soluções de biogás. Para atingir suas metas, a atuação do CP2B está organizada em oito eixos temáticos integrados: 1 - Inventário de Resíduos e Mapeamento de Tecnologias; 2 - Ciência e Tecnologia de Base; 3 - Engenharia de Processos e Bioprocessos; 4 - Avaliação Integrada Socioeconômica, Ambiental e Energética; 5 - Inovação em Bioprodutos na Cadeia do Biogás; 6 - Educação e Capacitação para o Desenvolvimento Sustentável; 7 - Difusão Científica e Comunicação; 8 - Políticas Públicas e Inovação Regulatória. Por fim, o CP2B segue o conceito de laboratório vivo, com projetos que experimentam em campo novas soluções e tecnologias, aproximando pesquisadores e sociedade em uma construção coletiva. (AU)

Esta proposta trata da criação de um Centro de Ciências para o Desenvolvimento em Energias Renováveis e Combustíveis do Futuro em conjunto com a Secretaria de Meio Ambiente, Infraestrutura e Logística (SEMIL), por meio de sua Subsecretaria de Energia e Mineração (SEM), para enfrentar os desafios atuais relacionados à descarbonização da indústria e do setor de transporte paulista de forma economicamente viável e ambientalmente adequada. Em específico, este centro buscará soluções para implementação do Hidrogênio de baixa intensidade de carbono com as seguintes verticais de pesquisa: (i) Produção, (ii) Armazenamento e Transporte, (iii) Usos e Aplicações e (iv) Regulamentação, de modo a buscar o protagonismo do Estado de São Paulo no desenvolvimento de tecnologias avançadas e na promoção da indústria nacional. Para endereçar a complexidade destes assuntos, a formação de uma rede de parcerias é essencial e, nesta proposta, se unem ao IPT a Escola Politécnica da USP, UFSCAR, UFPR, UFABC, o ISI de Eletroquímica e a Associação Brasileira de Energia Eólica (ABEEólica), para garantir o alinhamento estratégicos dos temas abordados com as necessidades da indústria. Esse alinhamento permitirá o desenvolvimento da cadeia de fornecedores nacional para componentes relacionados ao uso de H2 como fonte de energia. As instituições participaram ativamente da estruturação dos temas a serem desenvolvidos no CCD-ERCF, incluindo a definição das metas e a contrapartida econômica. Considerando a sustentabilidade do Centro, foram concebidos planos de parcerias e comunicação que permitirão o desenvolvimento futuro de novas linhas de pesquisa e a incorporação de novas empresas, estreitando os laços com diferentes setores da indústria e promovendo a transferência das tecnologias, se tornando um centro de conexões (Hub) para o uso de Hidrogênio como combustível do futuro e ações de divulgação para diferentes públicos. É importante ressaltar empresas de diferentes setores econômicos apresentaram interesse e forneceram cartas de apoio a fundação do CCD-ERCF, vislumbrando participação colaborativa em futuros projetos. (AU)

O conceito de biorrefinaria tem sido aplicado a sistemas de tratamento de águas residuárias e de resíduos sólidos por vários grupos de pesquisa em todo o mundo. Muitos avanços têm sido obtidos principalmente com a aplicação da biotecnologia anaeróbia, com rendimentos e produtividades crescentes na produção de ácidos orgânicos, solventes, bioplásticos, hidrogênio e metano, entre outros produtos de interesse. O domínio crescente dos conceitos básicos associados ao processo global tem levado a propostas diversificadas para valoração dos despejos e resíduos predominantemente orgânicos. Os grupos associados para o desenvolvimento deste projeto trabalham conjuntamente há mais de uma década, sempre com foco nos fundamentos dos processos e, com esta proposta, buscam a consolidação deste conhecimento acumulado para testar a hipótese de que é possível a aplicação e consolidação do conceito de biorrefinaria ao processamento de águas residuárias e resíduos sólidos pela aplicação de tecnologia anaeróbia, aliada a processos físico-químicos e catalíticos. O objetivo geral do projeto temático é aprofundar o conhecimento sobre a aplicação de tecnologia anaeróbia, como unidade principal ou combinada com processos físico-químicos e com processos químicos catalíticos, para o processamento de águas residuárias e resíduos sólidos, subprodutos de processos industriais, para consolidação do conceito de biorrefinaria. Para isso, os grupos trabalharão de forma integrada para: (i) aplicar diferentes processos de transformação e de reatores anaeróbios, no tratamento de subprodutos e águas residuárias da agroindústria, com a finalidade de geração de bioenergia e obtenção de produtos de elevado valor agregado; (ii) valorar resíduos lignocelulósicos dentro do conceito de biorrefinaria por meio de codigestão, integração da liquefação hidrotérmica e digestão anaeróbia e conversão direta de derivados da biomassa lignocelulósica utilizando catalisadores heterogêneos bifuncionais; (iii) desenvolver e investigar catalisadores à base de metais não-nobres para a conversão direta de CH4 e CO2 a ácido acético e para a conversão de CH4 e CO2 a gás de síntese via DRM (dry reforming of methane); (iv) desenvolver modelos matemáticos para os processos anaeróbios presentes em biorrefinarias; (v) aplicar a metodologia de Análise de Ciclo de Vida (ACV) para a determinação do desempenho ambiental da biorrefinaria. Com isso, espera-se que a visão tradicional do saneamento seja superada, para que se consolide definitivamente a visão de recuperação de energia e materiais para a adequação ambiental dos efluentes e resíduos gerados.

As dificuldades associadas à comercialização e à utilização de combustíveis fósseis verificadas nas últimas décadas resultaram no desenvolvimento de fontes energéticas alternativas, tendo em vista uma demanda cada vez maior por energia, especialmente no setor automotivo. Dentre as fontes alternativas, destaca-se a indústria de biocombustíveis, especialmente aquela associada à produção de etanol. A produção de etanol baseia-se na fermentação de açúcares presentes em materiais de origem biológica (p.ex. cana-de-açúcar, milho, etc.) e na destilação da mistura alcoólica gerada no processo fermentativo. A vinhaça caracteriza-se como a principal água residuária resultante deste processo, apresentando elevadas concentrações de matéria orgânica, bem como características ácidas e corrosivas. Atualmente praticamente todo o volume de vinhaça gerado nas destilarias brasileiras é direcionado à fertirrigação das lavouras, devido ao seu caráter fertilizante. Contudo, o potencial poluente da vinhaça caracteriza sua disposição no solo como problemática, tendo em vista prováveis impactos negativos no solo e nos recursos hídricos no caso da aplicação de dosagens excessivas. Dentre as tecnologias de tratamento disponíveis, destaca-se a digestão anaeróbia, processo que permite associar a redução do potencial poluente dos efluentes à geração de energia por meio do biogás liberado na conversão da matéria orgânica. Desta forma, neste trabalho pretende-se estudar aspectos da adequação ambiental e do reaproveitamento energético da vinhaça a partir da digestão anaeróbia. O objetivo principal da pesquisa compreende analisar a viabilidade das possíveis rotas tecnológicas para o reaproveitamento energético do biogás gerado a partir da digestão anaeróbia, baseando-se nos processos relacionados ao enriquecimento de gás de síntese em uma biorrefinaria. Pretende-se avaliar a estabilidade e a produção (rendimento) de hidrogênio e de metano em reatores anaeróbios operados em série, respectivamente aci

O projeto tem como objetivo verificar se reatores anaeróbios aplicados ao tratamento de resíduos com elevadas concentrações de matéria orgânica são favoráveis do ponto de vista energético. A digestão anaeróbia caracteriza-se como um eficiente processo de tratamento de efluentes, de modo que sua aplicação permite uma redução significativa do impacto ambiental associado à carga poluidora dos efluentes. Além disso, o gás metano gerado no processo pode ser empregado na geração de energia a ser destinada ao abastecimento da própria planta de tratamento, reduzindo o uso de energia de fontes não-renováveis e até mesmo tornando-o auto-sustentável. A digestão anaeróbia pode ser dividida basicamente em quatro etapas principais (hidrólise, acidogênese, acetogênese e metanogênese), das quais participam pelo menos cinco diferentes grupos de microrganismos. Os resíduos com elevado conteúdo orgânico a serem conceitualmente avaliados serão a vinhaça, aqueles oriundos da criação de animais (suínos e bovinos) e de cervejarias, enquanto a vinhaça será experimentalmente avaliada em termos do potencial metanogênico. As vinhaças serão amostradas em três usinas da região do município de Rio Claro (SP), procurando-se, a posteriori, analisar o balanço energético da usina cuja vinhaça apresentar o maior potencial, tanto para as condições reais de operação como para a hipótese da instalação de um reator anaeróbio para o tratamento da vinhaça.

O projeto tem como objetivo verificar se sistemas anaeróbios aplicados ao tratamento de resíduos da indústria de produção de etanol são auto-sustentáveis do ponto de vista energético. A digestão (ou biotransformação) anaeróbia enquadra-se como um processo de tratamento de efluentes, de modo que sua aplicação à vinhaça (resíduo oriundo da indústria do etanol com alta concentração orgânica) permite obter um efluente tratado, reduzindo significativamente o impacto ambiental de seu despejo no meio ambiente. Além disso, o gás metano gerado na biotransformação pode ser empregado na geração de energia, a qual pode abastecer a própria planta de tratamento, reduzindo o uso de energia de fonte não-renovável. A digestão anaeróbia pode ser dividida basicamente em quatro etapas principais, caracterizadas como hidrólise, acidogênese, acetogênese e metanogênese. O processo global envolve pelo menos cinco diferentes grupos de microrganismos, dos quais merecem destaque as arquéias metanogênicas (responsáveis pela produção de metano). O estudo do potencial metanogênico, a partir da análise criteriosa de produções bibliográficas referentes ao assunto e de ensaios laboratoriais, é fundamental tanto para o aprofundamento do conhecimento quanto para a aplicação do processo anaeróbio em sistemas naturais ou de engenharia, os quais tornam-se vantajosos em relação a aspectos ambientais e energéticos, principalmente quanto à auto-sustentabilidade.

O projeto visa propor ações para a gestão e uso racional dos recursos hídricos subterrâneos nas áreas de ocorrência dos aquíferos presentes nas Unidades de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHIs) Paraíba do Sul (2), Pardo (4), Piracicaba/Capivari/Jundiaí (5), Alto Tietê (6), Mogi-Guaçu (9), Tietê/Sorocaba (10), Mantiqueira (1), Sapucaí/Grande (8) e Baixo Pardo/Grande (12).