Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Federal do Ceará (UFC) desenvolveram um modelo que combina modelagem matemática e experimentos de bancada para otimizar a captura de dióxido de carbono (CO₂) gerado na queima da biomassa da cana-de-açúcar nas usinas de etanol. A tecnologia, ainda em fase conceitual, tem potencial de capturar até 95% das emissões, com custo estimado de 55 dólares por tonelada de CO₂ capturada.
A proposta busca viabilizar economicamente a descarbonização da produção de etanol, ampliando a competitividade ambiental do biocombustível e abrindo caminho para um balanço de carbono ainda mais favorável.
O estudo é conduzido no Centro de Pesquisa e Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI), sediado na Escola Politécnica da USP, com financiamento da Shell Brasil, por meio da cláusula de Pesquisa e Desenvolvimento da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).
Segundo Marcelo Seckler, coordenador do projeto e professor da Poli-USP, a inovação está na aplicação de otimização topológica — técnica avançada de design — para propor geometrias que melhoram o escoamento dos gases e a transferência de calor e massa nos equipamentos de captura. O trabalho resultou em artigos publicados nos periódicos Computers and Chemical Engineering, Adsorption, Advances in Engineering Software e Computer Aided Chemical Engineering.
O modelo utiliza sistema de adsorção por modulação de temperatura (TSA) com zeólita 13X, material comercial que apresentou elevada eficiência no contexto proposto. Resultados preliminares indicam captura de até 95% do CO₂ emitido, com desempenho considerado competitivo frente a métodos tradicionais, como a absorção por solventes líquidos.
De acordo com o pesquisador, mesmo sendo uma simulação combinada a testes de bancada, os resultados indicam potencial de aplicação em larga escala, com ganhos de eficiência energética e redução de custos operacionais. O sistema também demonstrou capacidade de operar com misturas complexas de gases de combustão, o que reforça a viabilidade de adaptação às condições das usinas brasileiras.
Desafios técnicos
Entre os principais desafios identificados está a presença de impurezas nos gases de combustão, como dióxido de enxofre (SO₂) e vapor d’água, que podem reduzir em até 30% a capacidade de adsorção da zeólita. O vapor pode ser removido previamente, e a equipe propõe soluções de pré-tratamento para mitigar o impacto do SO₂ e preservar a eficiência do sistema.
Outro ponto crítico é o consumo energético necessário para regeneração térmica da zeólita, etapa fundamental para liberar o CO₂ capturado. A introdução de trocadores de calor em posições estratégicas foi apontada como alternativa para reduzir custos e aumentar a viabilidade econômica do processo.
Os pesquisadores avaliam que a incorporação desse conceito às usinas de etanol pode contribuir para tornar ainda mais favorável o balanço de carbono do etanol brasileiro. A tecnologia também apresenta potencial de aplicação em outras cadeias baseadas em biomassa.
Criado em 2015, o RCGI reúne cerca de 600 pesquisadores e mantém aproximadamente 60 projetos ativos, organizados em oito programas. O centro também abriga o hub Geostorage, voltado ao armazenamento em larga escala de energia e CO₂, e mantém parcerias com instituições internacionais como Universidade de Oxford, Imperial College, Universidade de Princeton e National Renewable Energy Laboratory (NREL).
As informações são da RCGI
