A Coppe/UFRJ inaugura na próxima segunda-feira, dia 23 de maio, às 9h30, uma Ilha de Policogeração Sustentável capaz de gerar simultaneamente eletricidade, água destilada, biodiesel e outros insumos. O sistema conjuga o uso de energia solar com a recuperação de calor rejeitado através de micro-trocadores de calor e dessalinizador de água via destilação por membranas.  Pioneiro no país, o sistema pode ser um importante aliado de prefeituras e comunidades remotas do Semiárido nordestino que não estão conectadas ao Sistema Interligado Nacional, "fazendas" de produção de energia solar, campos de óleo e gás nearshore, ilhas e regiões inóspitas, áreas em conflito ou de desastres ambientais. A inauguração do protótipo será no Centro de Tecnologia 2, Cidade Universitária, UFRJ.

Segundo a coordenadora do projeto, professora Carolina Naveira-Cotta (foto), do Programa de Engenharia Mecânica da Coppe, a proposta vai além de descentralizar a geração de energia elétrica para atender a demanda de eletricidade em regiões remotas ou comunidades off-grid, conjugando parte da energia elétrica gerada e do calor absorvido em coletores solares e/ou recuperado de outros processos, para cogerar insumos essenciais à qualidade de vida nessas regiões, como água, biocombustível, frio, aquecimento, dentre outros. O projeto foi desenvolvido no Laboratório de Nano e Microfluidica e Microssistemas (LabMEMS), chefiado por Carolina, e contou com a participação de cerca de 15 pesquisadores.

A Ilha de Policogeração Sustentável demonstrada ocupa uma área de 200m², na qual estão instalados um painel fotovoltaico de alta concentração, com capacidade de gerar cinco quilowatts de energia elétrica e oito quilowatts de energia térmica recuperáveis, além de três conjuntos de coletores solares para aquecimento de água. Construída em frente ao LabMEMS, a ilha é flexível, podendo ser modificada para uso em outras locais e adaptada para cogeração de outros insumos, dependendo do objetivo e uso. O protótipo está no TRL 6 (Technology Readiness Level, nível de prontidão tecnológica, escala que vai de 1 a 9 criada pela Nasa para indicar o amadurecimento tecnológico de um produto).

Uma das vantagens do sistema é o reaproveitamento do calor produzido por uma fonte térmica como, por exemplo, o painel fotovoltaico de alta concentração e/ou coletores solares. "O calor recuperado destas fontes é utilizado em um processo secundário de destilação, que nesse demonstrador possibilita uma produção de cerca de 1000 litros por dia de água destilada, a partir da água salobra típica de poços no Semiárido, que pode ser usada para consumo humano, atividade agro-industrial de pequeno porte e mesmo na limpeza dos painéis fotovoltaicos. O calor recuperado pode também ser utilizado em paralelo ou alternativamente em outros processos secundários, como na intensificação de produção de biodiesel, no condicionamento de ar em ambientes ou em refrigeradores, diretamente para aquecimento predial em regiões com grandes amplitudes térmicas diárias, e outras finalidades."

"Os painéis fotovoltaicos de alta concentração, através de lentes de Fresnel, permitem concentrar a energia solar até em mais de 1000 vezes em cada célula fotovoltaica. O calor gerado na conversão da energia solar para energia elétrica é geralmente desperdiçado pelo arrefecimento passivo, jogando fora o calor para o ambiente. Com o sistema de microtrocadores de calor que desenvolvemos esse calor pode ser recuperado e utilizado em um processo de destilação de água via membranas", explica professora Carolina.

O projeto é financiado pela Petrogal Brasil via ANP e Embrapii-Coppe, e conta com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj), da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Marinha do Brasil. "A Galp (estatal portuguesa que é a principal controladora da Petrogal) tem fazendas solares que demandam grande quantidade de água para limpeza dos painéis solares, então seria interessante pra ela ter um processo térmico de destilação de água por membranas."

A Ilha de Policogeração Sustentável também pode ser utilizada em plataformas de óleo e gás, permitindo o aproveitamento de calor de difícil recuperação. Segundo a professora da Coppe, o processo térmico de destilação por membranas, pode usar calor de qualquer fonte térmica, e em plataformas há uma série de oportunidades advindas da geração termoelétrica e outros processos. "No caso da destilação por membranas, o drive do processo é a diferença de temperatura entre duas correntes. Uma corrente salobra, quente, e outra fria, destilada, e uma membrana separando as duas. E a diferença de temperatura entre as duas, no nível do poro da membrana, possibilita que o vapor d´água da corrente salobra aquecida, atravesse a membrana. Tudo acontece próximo à pressão atmosférica e as temperaturas necessárias são em geral baixas, entre 50 e 90 graus, um calor de baixa exergia, em geral mais difícil de ser reutilizado. Mesmo em plataformas que já operam processos de recuperação térmica, em geral o fazem em faixas de temperatura muito mais altas".

Serviço:
Data: 23 de maio (segunda-feira)

Horário: 9h30

Local: Centro de Tecnologia 2 – Rua Moniz Aragão, 360, bloco 3, Cidade Universitária, Ilha do Fundão, UFRJ