Grupo estuda estratégias para captar CO2 gerado pela combustão da biomassa de cana

Pesquisadores das universidades de São Paulo (USP) e Federal do Ceará (UFC) investigam se é possível, por meio de sistemas de adsorção, capturar dióxido de carbono (CO2) de gases provenientes da combustão de biomassa da cana-de-açúcar.

A adsorção é o processo físico-químico em que as moléculas, átomos ou íons ficam retidos na superfície de uma substância, em geral, substâncias sólidas.

“Esse processo já é utilizado para outras finalidades na indústria nacional e internacional, como, por exemplo, para limpar uma corrente de ar contaminada por amônia ou purificar gás natural. Porém, ainda não foi aplicado para capturar CO2 a partir da biomassa que gera o etanol. Essa é uma das novidades da nossa pesquisa”, explica o professor Marcelo Martins Seckler, da Escola Politécnica (Poli) da USP.

Seckler também é coordenador do projeto “Otimização de sistemas de adsorção por modulação de temperatura – Temperature Swing Adsorption (TSA) – para captura de CO2”. A iniciativa é desenvolvida no âmbito do Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI), um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído por Fapesp e Shell na Poli-USP.

“Atualmente, o processo de separação mais empregado pela indústria é o de absorção. No caso, o gás passa por um líquido, que então captura o CO2. Entretanto, esse processo consome bastante energia”, explica Seckler.

Ele completa: “Já o processo de adsorção que utilizamos em nossa pesquisa é mais econômico em termos energéticos. O líquido é substituído por um material sólido altamente poroso. Um grama dessa partícula pode abrigar cerca de mil metros quadrados de poros. Com essa característica, o material tem grande capacidade de atrair o gás carbônico, tornando o processo de captura de CO2 mais rápido e eficaz”.

Pequena e grande escala
O projeto está sendo conduzido em duas frentes. Em uma delas, pesquisadores do departamento de Engenharia Química da UFC estudam o processo de adsorção de forma experimental em pequena escala.

“É um grupo especializado nesse tipo de operação, com ótima infraestrutura laboratorial. Eles farão experimentos para compreender como os gases oriundos da biomassa se comportam durante a adsorção”, relata Seckler. “O motivo é simples: queremos entender de que forma podemos fazer a separação eficiente de CO2 na presença de impurezas típicas desse gás”.

Em outra frente, pesquisadores da USP estudarão a viabilidade de aplicar a proposta em grande escala, como no caso de uma usina de cana-de-açúcar, por exemplo. “É um processo que envolve muitas etapas”, aponta o professor.

Como não existe ainda um equipamento industrial construído para esse fim, a equipe vai simular todo o processo em computador. “Precisamos pensar, por exemplo, nos detalhes construtivos do equipamento para evitar problemas como o da má distribuição de gás e de material sólido. Isso porque, quando esses dois elementos não se distribuem de maneira uniforme no interior do equipamento, não conseguem interagir de forma ideal, o que, consequentemente, prejudica o processo de separação”, diz.

Por fim, os pesquisadores irão interligar os estudos experimentais e de modelagem para desenvolver métodos de projeto para a indústria. “Os conhecimentos gerados vão permitir, por exemplo, que se ofereçam subsídios para empresas interessadas em construir equipamentos capazes de capturar CO2 de gases provenientes da combustão de biomassa da cana-de-açúcar. No futuro próximo, esses equipamentos poderão ser instalados em indústrias do setor sucroalcooleiro e contribuir para a produção do etanol verde, sem emissão de CO2”, prevê Seckler.

Com informações da assessoria de comunicação do RCGI