Laboratórios de Biogás do Brasil

Série Especial

Uma série de reportagens especiais com o objetivo de apresentar os principais laboratórios que atuam na área de digestão anaeróbia, caracterização de substratos e produção de biogás, localizados em diferentes regiões do Brasil.

Para trabalhar na área de recuperação energética de resíduos orgânicos por meio da digestão anaeróbia é imprescindível a instalação de um laboratório de biogás e biometano para realização de análises de caracterizações físico-química dos substratos, avaliação e cultivo de inóculos, assim como para a montagem de reatores anaeróbios em escala de bancada ou em escala piloto, com as mais variadas especificações operacionais.

Avaliar diferentes parâmetros bioquímicos possibilitam um controle rígido do bioprocesso, desta forma as plantas de biogás podem alcançar alto desempenho operacionais. Estruturar um laboratório na área de digestão anaeróbia amplia a capacidade de pesquisa e desenvolvimento, proporcionado segurança aos projetos de plantas de biogás e minimizando riscos do processos.

Há uma demanda crescente para analisar diferentes matérias-primas para produção de biogás e identificar o potencial bioquímico de metano, avaliar o desempenho de ensaios de biometanização e identificar os parâmetros operacionais que tornem o processo de produção de biogás mais eficiente, seguros e economicamente viáveis.

Afinal, o que é um Laboratório?

“De acordo com o conceito apresentado na Wikipédia, Laboratório é uma sala ou espaço físico devidamente equipado com instrumentos próprios para a realização de experimentos e pesquisas científicas diversas, dependendo do ramo da ciência para o qual foi planejado.

A importância do laboratório na investigação ou escala industrial em qualquer de suas especialidades, seja química, dimensional, elétrica, biológica, baseia-se no exercício de suas atividades sob condições ambientais controladas e normatizadas, de modo a assegurar que não ocorram influências estranhas que alterem o resultado do experimento ou medição e, ainda, de modo a garantir que o experimento seja repetível em outro laboratório e obtenha o mesmo resultado”.

Neste 3º Episódio da série temos o prazer de apresentar:

Laboratório de Processos e Biocombustíveis e Laboratório de Solos, Resíduos e Biomassa

Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR

Para contar um pouco sobre o histórico dos projetos desenvolvidos nos laboratórios, assim como dos processo de operação do laboratório, o Portal Energia e Biogás conversou com a Prof. Dr. Thiago Edwiges.

ENTREVISTA

Prof. Dr. Thiago Edwiges

Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Coordenador do Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Tecnologias Ambientais (PPGTAMB). Professor Permanente do Programa de Pós-Graduação em Sustentabilidade Ambiental Urbana (PPGSAU) e Coordenador do Curso de Especialização Lato Sensu em Tecnologias da Cadeia Produtiva do Biogás (TCPB).

Portal: A UTFPR possui algum laboratório que concentre as atividades de ensino e pesquisa na área de biogás? 

Prof. Dr. Thiago:  Sim, a UTFPR possui dois laboratórios que desenvolvem pesquisas na área de biogás:

• • • Laboratório de Processos e Biocombustíveis
    • Laboratório de Solos, Resíduos e Biomassa

Portal: Quando os laboratórios iniciaram as atividades na área de digestão anaeróbia e produção de biogás?

Prof. Dr. Thiago:  Os laboratórios da UTFPR iniciaram as primeiras atividades na área de digestão anaeróbia e produção de biogás em 2008.

Portal: Fale um pouco do histórico da estruturação dos laboratórios, quais foram os principais fomentos de pesquisa que possibilitou aquisição de equipamentos e insumos?

Prof. Dr. Thiago:  Para estruturação dos laboratórios, a aquisição de equipamentos ocorreu a partir de Editais de apoio à pesquisa da UTFPR, assim como de outras instituições de apoio a pesquisa como:  CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior e MEC - Ministério da Educação.

Portal: Os laboratórios estão vinculados a quais cursos e disciplinas da graduação e da pós-graduação?

Prof. Dr. Thiago: Os laboratórios atendem estudantes e pesquisadores nível graduação e pós-graduação vinculados ao Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais (PPGTAMB) e também aos cursos de Graduação: 

• • • Engenharia Ambiental
    • Tecnologia em Gestão Ambiental

Portal: Quantos colaboradores (entre docentes, técnicos de laboratório, bolsistas, estagiários, etc.) trabalham nos laboratórios?

Prof. Dr. Thiago: Diversos alunos e pesquisadores já passaram pelos nossos laboratórios. Atualmente trabalham em média 15 colaboradores.

Portal: Quais são as principais atividades de ensino e pesquisa desenvolvidas nos laboratórios na área de biogás? 

Prof. Dr. Thiago:  São desenvolvidos diversos projetos de pesquisa na área de produção e purificação do biogás, atividades de ensino para disciplinas dos cursos de Tecnologia em Gestão Ambiental e Engenharia Ambiental. 

As principais atividades são a determinação do potencial bioquímico de metano de novos substratos, pré-tratamento de resíduos lignocelulósicos e lipídicos, digestão anaeróbia em regime contínuo para simular a escala real, purificação do biogás e análise do potencial fitoestimulante de digestatos

Portal: Qual é a importância dos laboratórios para o aprendizado/capacitação nas aulas experimentais? 

Prof. Dr. Thiago:  Os laboratórios possuem um papel fundamental na construção do conhecimento, por meio de experimentações que simulam a escala real de reatores anaeróbios e, ainda, por investigações sobre os diversos componentes da matéria orgânica de uma ampla gama de resíduos para a produção de biogás, antes e após manipulações criadas a partir de pré-tratamentos.

Portal: Quais são as linhas de pesquisa na área de produção de biogás em andamento?

Prof. Dr. Thiago:  As nossas pesquisas atuais se concentram nos pré-tratamentos de resíduos lignocelulósicos e lipídicos para aumentar a produção de biogás, testes de potencial bioquímico de metano, codigestão anaeróbia em regime contínuo para avaliar possíveis efeitos sinérgicos de diferentes fontes de biomassa, bioensaios de fitotoxicidade e testes de germinação utilizando biofertilizante, análises comparativas entre diferentes estratégias aeróbias e anaeróbias de tratamento biológico, estudos preliminares de análise de viabilidade econômica.

Publicações mais recentes:

• • • BASTOS, J. A. ; REMOR, P. ; ALINO, J. H. L. ; FRARE, L. M. ; PASQUAL, J. C. ; EDWIGES, T. . HYDROLYSATE RECYCLING IMPROVES ECONOMIC FEASIBILITY OF ALKALINE PRETREATMENT FOR BIOENERGY PRODUCTION. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING , p. 105935, 2021.
    • EDWIGES, THIAGO; Frare, Laercio Mantovani ; LIMA ALINO, JOÃO HENRIQUE ; TRIOLO, JIN MI ; FLOTATS, XAVIER ; SILVA DE MENDONÇA COSTA, MÔNICA SAROLLI . Methane potential of fruit and vegetable waste: an evaluation of the semi-continuous anaerobic mono-digestion. Environmental Technology , v. 41, p. 921-930, 2020.
    • FONSECA, C. ; FRARE, L. M. ; DAVILA, L. ; EDWIGES, THIAGO . Influence of different waste compositions from tilapia fish on methane production. JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION , v. 265, p. 121795, 2020.
    • TAVARES, A. ; REMOR, P. ; CAVALER, J. P. ; LIMA ALINO, JOÃO HENRIQUE ; Bastos, Jhenifer Aline ; EDWIGES, THIAGO . Comparison of the biochemical methane potential of different organic biomass. Advances in Ecological and Environmental Research, v. 5, p. 210-215, 2020.
    • BASTOS, J. A. ; REMOR, P. ; PASQUAL, J. C. ; HAWKINS, C. A. ; EDWIGES, T. . Research methodology on the effect of the reuse of black liquor in the alkaline pre-treatment of garden residues for the production of biogas. REVISTA DE GESTAO AMBIENTAL E SUSTENTABILIDADE, v. 8, p. 554-567, 2019.
    • EDWIGES, T.; BASTOS, J. A. ; ALINO, J. H. ; DAVILA, L. ; FRARE, L. M. ; SOMER, J. G. . Comparison of various pretreatment techniques to enhance biodegradability of lignocellulosic biomass for methane production. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING , v. 7, p. 103495, 2019.
    • EDWIGES, THIAGO; FRARE, L. M. ; MAYER, B. ; LINS, L. P. ; TRIOLO, J. M. ; RIPOLL, X. F. ; COSTA, M. S. S. M. . Influence of chemical composition on biochemical methane potential of fruit and vegetable waste. WASTE MANAGEMENT, v. 71, p. 618-625, 2018.
    • EDWIGES, THIAGO; COSTA, M. S. S. M. ; FRARE, L. M. ; ALINO, J. H. ; MAYER, B. . Potencial metanogênico de resíduos de frutas e hortaliças em função do tipo de inóculo. Revista Ibero-americana de Ciências Ambientais, v. 9, p. 185-194, 2018.
    • PASQUAL, J. C. ; BOLLMANN, H. A. ; SCOTT, C. A. ; EDWIGES, T. ; BAPTISTA, T. C. . Assessment of Collective Production of Biomethane from Livestock Waste for Urban Transportation Mobility in Brazil and the United States. Energies, v. 11, p. 997, 2018.

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