Captura de CO2 é tema de dissertação premiada da Coppe

Planeta COPPE / Planejamento Enérgico / Notícias

Data: 15/05/2013

Alexandre Sklo e Pedro Rochedo (à esquerda) na entrega do Prêmio Vale-Capes

Cedo ou tarde, o mundo terá que criar estratégias para diminuir a emissão de gás carbônico (CO2) pelas termoelétricas a carvão. O problema, que é imenso para os países da Europa e os Estados Unidos, também interessa ao Brasil, embora o carvão represente apenas 3% da matriz energética do país. As vantagens e desvantagens técnico-econômicas das diversas tecnologias disponíveis para a captura de CO2 em termoelétricas a carvão, considerando a incerteza sobre quando as medidas restritivas se tornarão obrigatórias, é o tema da dissertação de mestrado defendida no Programa de Planejamento Energético (PPE) da Coppe/UFRJ, que venceu, este ano, o Prêmio Vale-Capes de Ciência e Sustentabilidade de dissertação de mestrado do grupo III – Redução de Gases do Efeito Estufa.

“Nem toda termoelétrica atual, seja a carvão ou a gás, tem condições de fazer a captura de CO2 no futuro. Esse problema, que a Europa e principalmente os Estados Unidos estão enfrentando agora, pode ser um problema futuro para o Brasil, pois o que vale para termoelétrica em termos de emissão de CO2 vale para refino de petróleo, siderurgia e cerâmica. Se o Brasil tiver de diminuir a emissão de gases de efeito estufa, certamente terá que atacar o setor industrial”, explica o engenheiro químico Pedro Rochedo, autor da dissertação “Análise Econômica sob Incerteza da Captura de Carbono em Termoelétricas a Carvão: Retrofitting e Capture-Ready”, defendida em 2011 com orientação do professor Alexandre Szklo, do PPE.

Antes de utilizar tecnologias específicas para diminuir as imensas quantidades de CO2 que geram, as termoelétricas a carvão podem utilizar algumas estratégias, como melhorar a eficiência do ciclo (o que leva a gerar mais energia consumindo a mesma quantidade de matéria prima). É o que vem acontecendo na Inglaterra, onde o controle das emissões de gases do efeito estufa está mais rigoroso. Entretanto, essas estratégias funcionarão bem até certo limite. Se tiverem que reduzir suas emissões significativamente, tais termoelétricas terão de fazer a captura de CO2.

A questão é que essa captura implica perdas significativas para as termoelétricas. É preciso espaço disponível para a instalação dos equipamentos, água para o processo e definição do destino do CO2 capturado: enterrá-lo num sítio geológico, vendê-lo a um consumidor de CO2 ou transformá-lo em algum produto energético. Há ainda os resíduos tóxicos do processo de regeneração da amina utilizada na captura de CO2, que também deverão ser tratados.

Há ainda a questão econômica. Uma termoelétrica com boa eficiência, em torno de 45%, perde cerca de 10% dela com a captura. Já as plantas com eficiência menor, ou abaixo de 35%, perdem quase 20 pontos percentuais em sua eficiência. Com isso o custo da energia elétrica aumenta muito e em alguns casos pode até dobrar, dependendo da qualidade do carvão e de sua eficiência original.

“É esse exatamente o ponto da minha dissertação”, diz Pedro Rochedo. “Que pré-investimentos podem ser feitos hoje numa planta existente de forma que, no futuro, quando acontecer uma restrição de emissões, seja por taxação de carbono ou por determinação do governo, a termoelétrica tenha um custo menor para se adaptar, ou sua perda de eficiência seja menor? Que rotas de captura de CO2 escolher diante das opções disponíveis?”

Alternativas para a captura

A queima do carvão com o ar nas termoelétricas gera um imenso volume de CO2, cuja eliminação é cara e difícil. A tecnologia mais utilizada hoje é a pós-combustão, que requer muito espaço para os equipamentos. O exausto que sai da combustão do carvão passa para uma coluna onde encontra um solvente que remove o CO2. A mistura segue para outra coluna onde, pelo efeito da adição de calor, o solvente é regenerado e obtém-se o CO2 praticamente puro. “Como o processo requer calor, a termoelétrica perde parte da capacidade de gerar energia elétrica. Além disso, a instalação do equipamento e os solventes são caros”, diz Pedro.

Outro sistema é a pré-combustão, que captura o CO2 antes da queima do carvão. Este é transformado em um gasificador e combinado com oxigênio e água, resultando em gás de síntese (CO, CO2 e hidrogênio). Segundo Pedro, é mais fácil capturar nessa rota, e a perda de capacidade de gerar energia é menor. Mas o sistema pressurizado é muito mais caro e essa tecnologia ainda não é muito difundida. Além disso, requer carvão de melhor qualidade.

A terceira solução é queimar o carvão com oxigênio, o que gera um CO2 muito mais concentrado e praticamente puro, num volume menor. A dificuldade é o valor do oxigênio, que é alto, e não há oxigênio em escala para trabalhar com termoelétricas. Além disso, a queima com oxigênio alcança uma temperatura maior, que ultrapassa o limite dos materiais, o que gera mais custos e a necessidade de retornar parte do CO2 à combustão”, diz Pedro.

Diante dessas três tecnologias, e considerando fatores complexos como custos, perda da eficiência das termoelétricas decorrente da captura, a variação do custo da energia e – a principal incerteza – a época em que a captura será obrigatória, Pedro Rochedo fez um estudo complexo e detalhado da decisão de capturar analisando 18 situações diferentes dentro de um prazo futuro de 25 anos. São 18 opções de pré-investimentos que facilitariam a entrada da captura de CO2 no futuro. Este estudo envolveu ainda a elaboração de curvas de aprendizagem tecnológica para as diferentes rotas de captura, conforme uma análise termodinâmica.

“Para uma mesma termoelétrica, se a captura entrar daqui a muitos anos, alguns investimentos não valerão a pena financeiramente. Seria gastar dinheiro hoje sem saber o que vai acontecer no futuro. Mas se a captura de CO2 entrar em um ano, valerá a pena”, comenta Pedro. “Uma das medidas possíveis seria fazer uma termoelétrica hoje com um custo excessivo, com eficiência maior, dado que no futuro, com a perda, a termoelétrica ainda será eficiente.”

Química como herança

Atualmente aluno de doutorado no PPE, Pedro Rochedo terminou seu mestrado em apenas 20 meses. Com isso, ganhou uma pontuação extra e ingressou em primeiro lugar no doutorado, com bolsa da ANP. Vem trabalhando em projetos de pesquisa do grupo do professor Alexandre Szklo, e do professor Roberto Scheffer.

Carioca, 27 anos, Pedro é formado em Engenharia Química na UFRJ. O gosto pela área foi herdado dos pais, João e Elaine Rochedo, que também são engenheiros químicos formados na UFRJ. Dentro da engenharia química, os processos sempre foram o tema predileto de Pedro, cujo maior interesse atual é a cadeia de CO2.

Sobre a importância de seu trabalho, Pedro diz: “Acho que consegui, ao lado de meu orientador, abordar um tema relevante na literatura internacional em que há muitas incertezas, e analisá-lo. Até então só existiam estudos comparativos de preços com captura e sem captura. No Brasil a importância desse tema é um pouco reduzida, mas já publiquei dois artigos e o trabalho já está gerando frutos para outros setores.”
A entrega do Prêmio Vale-Capes de Ciência e Sustentabilidade ocorreu no dia 10 de maio em Belém (PA).

Título: Ensino Híbrido: Desafios e perspectivas nas engenharias e no ensino básico
Coordenador: MARCELLO LUIZ RODRIGUES DE CAMPOS
Contato do coordenadorcampos@smt.ufrj.br

Resumo: A pandemia da COVID-19 impôs uma transição drástica do modelo padrão de ensino, para aulas estritamente virtuais, e tem exigido um grande esforço para preparar e oferecer cursos aos alunos, seja no ensino universitário ou no ensino básico, pois poucos estavam preparados para lidar com as tecnologias de ensino online. Passados meses após o isolamento, não tem sido trivial a transição do presencial para o virtual, principalmente na manutenção da qualidade das disciplinas oferecidas neste novo formato. Uma lição foi aprendida neste processo: é necessário investir de forma permanente na implementação de tecnologias inovadoras/eficientes no melhoramento dos processos de ensino e aprendizagem. Neste sentido, este projeto visa a dar apoio à rede pública de ensino, seja no âmbito do ensino básico ou do ensino de engenharia em outras universidades, no Estado do Rio de Janeiro. O objetivo é o desenvolvimento de recursos e cursos em formato híbrido, incorporando técnicas de aprendizado ativo, sala de aula invertida, multimodalidade, etc.

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TítuloEscola Piloto em Engenharia Química Prof. Giulio Massarani
Coordenador: HENRIQUE POLTRONIERI PACHECO
Contato do coordenadorpacheco.h.pacheco@gmail.com e helen@peq.coppe.ufrj.br

Resumo: A Escola Piloto Presencial (EPP) em Engenharia Química surgiu em 1993, no PEQ/COPPE, e é uma ferramenta de atualização e de educação continuada, bastante útil para professores de ensino médio e de graduação, mas também muito procurada por estudantes e técnicos, além de empregados da indústria em geral. Nesta proposta da EPP desta edição serão oferecidos 10 módulos: TÉCNICAS AVANÇADAS DE CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS (DIVIDIDA EM 10 SUB-MÓDULOS) ensina técnicas de ponta para caracterização de diversos de tipos de materiais, discutindo o fundamento das técnicas e exemplificando com dados reais. Os módulos são: Módulo 1: Técnicas espectroscópicas (FTIR, DRIFTS, RAMAN e UV-Vis) Módulo 2: Ressonância magnética nuclear (RMN) Módulo 3: Difração de raios x (DRX) Módulo 4: Espectrômetro de Massas e Redução à Temperatura Programada (MS e TPR) Módulo 5: Cromatografia por permeação em gel (GPC) Módulo 6: Análises de tamanho de gotas e partículas Módulo 7: Técnicas cromatográficas gasosa e líquida – Uma visão de Troubleshooting Módulo 8: Elementos de caracterização de petróleo Módulo 9: Análises térmicas – TGA, DSC e DMA Módulo 10: Biotecnologia no Cotidiano.

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TítuloLaboratório de Informática e Sociedade – LabIS
Coordenador:  HENRIQUE LUIZ CUKIERMAN
Contato do coordenadorhcukier@cos.ufrj.br e lealsobral@cos.ufrj.br

Resumo: O LabIS veio se configurando ao longo de uma caminhada que remonta aos trabalhos e investigações da linha de pesquisa em Informática e Sociedade (IS) do Programa de Engenharia de Sistemas e Computação (PESC) da COPPE/UFRJ. Uma linha de pesquisa há tempos em busca de um Brasil ainda por inventar, movida pelo desejo de compreender a realidade brasileira para colaborar com a construção de um país mais justo e equânime. Trabalhamos com a produção de software de acessibilidade (LibrasOffice), jogos educativos (Damática), bancos comunitários (Mumbuca e Preventório) e oferecemos cursos de programação para estudantes da rede pública do ensino médio.

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TítuloLetramento de Jovens, Adultos e Idosos da COPPE/UFRJ
Coordenador: DENISE CUNHA DANTAS
Contato do coordenadorddantas@oceanica.ufrj.br

Resumo: O Letramento de Jovens, Adultos e Idosos da COPPE/UFRJ é um projeto aberto a todo aquele que não é alfabetizado e aquele que não teve acesso ou não concluiu os estudos no Ensino Fundamental na idade escolar referente. Foi criado em 2005 pela Assessoria de Desenvolvimento Social da COPPE, a partir de uma pesquisa com os servidores e trabalhadores terceirizados que atuavam em atividades de limpeza e serviços gerais. A pesquisa foi ampliada para outras unidades e setores da Universidade. Hoje o Projeto tem como aluno servidores da UFRJ e terceirizados que, em sua maioria, trabalham no Centro de Tecnologia, e cidadãos moradores do entorno da Ilha do Fundão, principalmente da Vila Residencial e do Complexo da Maré. As aulas são ministradas no Centro de Tecnologia para as turmas de Letramento Básico, Intermediário e Avançado. E acontecem de segunda a sexta feira, de 15 às 16:30 horas.

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TítuloPolímeros para o setor de petróleo e gás – Aditivos
Coordenador: TAISSA ZANGEROLAMI LOPES RODRIGUES
Contato do coordenadortaissazl@yahoo.com.br e elucas@metalmat.ufrj.br

Resumo: A ação contempla aulas teóricas e demonstrativas e obtenção, caracterização e propriedades em solução dos polímeros, além de suas aplicações como aditivos na indústria do petróleo.

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TítuloPolímeros: aplicações e uso consciente
Coordenador: ARIANE DE JESUS SOUSA BATISTA
Contato do coordenadorariane.pent@gmail.com e ariane@pent.coppe.ufrj.br

Resumo: A reciclagem de plásticos é um tema importante, visto que mais de 60% de todo plástico produzido já virou resíduo e apenas 9% foi reciclado em todo mundo. No Brasil os dados são ainda mais alarmantes. O relatório apresentado pelo WWF recentemente afirma que o Brasil é o quarto maior produtor de resíduos plásticos do mundo e recicla menos de 2% desse montante. Contudo, políticas de reciclagem e educação ambiental ainda são precárias e pouco divulgadas, e a disseminação de informações que tornam os plásticos vilões fazem com que o banimento desses materiais seja cada vez mais desejável. No entanto, vale lembrar que os plásticos são polímeros de alto valor agregado, baixo custo de produção e muito versáteis, e quando reciclados podem ser reinseridos na cadeia produtiva, possibilitando a produção de novos materiais, além de alavancar o setor energético. Dessa forma esse projeto visa instruir e incentivar alunos de escolas públicas e privadas a serem multiplicadores dos conceitos de reciclagem em suas escolas, famílias e comunidade. Onde palestras e atividades lúdicas serão realizadas, de forma virtual, incentivando o descarte correto ou reutilização de resíduos plásticos, evitando que esses resíduos sejam descartados em lugares impróprios.

Site onde os trabalhos realizados pelo projeto de extensão são divulgados
Instagram do Grupo EngePol (PEQ/COPPE/UFRJ), onde todos os nossos trabalhos e laboratórios são divulgados, inclusive os do projeto de extensão

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TítuloPrograma de Incubação de Empreendimentos Populares – Inovação Social dos Processos de Incubação de EES
Coordenador: AMANDA FERNANDES XAVIER PEDROSA
Contato do coordenador: amandaxavier86@gmail.com

Resumo: A ITCP/COPPE vem atuando, desde a sua criação, no apoio aos Empreendimentos Populares. Desenvolve ações que vão de encontro às necessidades das classes populares e dos setores informais, que historicamente ficam à margem das ações sociais desenvolvidas pelo Estado. Hoje novas técnicas e ferramentas são requeridas para enfrentar os novos desafios que se apresentam. Esta proposta visa investigar metodologias inovadoras de incubação, que propiciem o aperfeiçoamento das atividades dos empreendimentos incubados, dando continuidade às ações desenvolvidas pela ITCP/COPPE. A implantação das novas metodologias desenvolvidas permitirá melhorar a qualidade dos Empreendimentos Econômicos Solidários – E. Site da Incubadora Tecnológica de Cooperativas Populares – ITCP/COPPE/UFRJ 

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TítuloEspaço COPPE Miguel de Simoni
Coordenador: CLAUDIA MARIA LIMA WERNER
Contato do coordenador: werner@cos.ufrj.br

Resumo: A atividade central deste projeto é a visitação guiada a exposição do Espaço COPPE, realizada predominantemente por estudantes do Ensino Médio da Região Metropolitana do Rio de Janeiro. Os grupos de estudantes realizam as visitas acompanhados por professores das escolas de origem. O ambiente dos espaços de divulgação científica e tecnológica, como o Espaço COPPE, pode proporcionar elementos-chave de fomento à motivação intrínseca do aprendizado – por exemplo: construção de significado pessoal, tarefas desafiadoras, colaboração e sentimentos positivos sobre os esforços realizados e, portanto, são potenciais indutores da formação de vínculos novos, por vezes mais intensos. Site do Espaço COPPE  

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TítuloSISTEMAS DE GESTÃO DA QUALIDADE (SGQ) e MODELO DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO (MEG) PARA SERVIDORES PÚBLICOS – DEFESA
Coordenador: EDUARDO OLIVEIRA DOS SANTOS
Contato do coordenadoreduardo.oliveira@adc.coppe.ufrj.br e karina.andrade@adc.coppe.ufrj.br

Resumo: O Curso tem por objetivo a elaboração, implantação, manutenção, melhoria contínua e auditorias internas de sistemas de gestão da qualidade segundo requisitos das normas NBR-ISO:9001 e implantação de boas práticas de gestão segundo os critérios definido no Modelo de Excelência em Gestão (MEG) da Fundação Nacional da Qualidade (FNQ). O curso está vinculado ao Programa FORMAÇÃO CONTINUADA DE SERVIDORES PÚBLICOS.

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TítuloSISTEMAS DE GESTÃO DA QUALIDADE (SGQ) e MODELO DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO (MEG) PARA SERVIDORES PÚBLICOS GERAIS E UFRJ
Coordenador: EDUARDO OLIVEIRA DOS SANTOS
Contato do coordenadoreduardo.oliveira@adc.coppe.ufrj.br

Resumo: O Curso tem por objetivo a elaboração, implantação, manutenção, melhoria contínua e auditorias internas de sistemas de gestão da qualidade segundo requisitos das normas NBR-ISO:9001 e implantação de boas práticas de gestão segundo os critérios definido no Modelo de Excelência em Gestão (MEG-TR) preconizada pela SEGES do Ministério de Economia). O curso está vinculado ao Programa FORMAÇÃO CONTINUADA DE SERVIDORES PÚBLICOS.

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TítuloUBUNTU.lab – Programa de inovação aberta em cidades inteligentes para a redução da desigualdade racial no Rio de Janeiro

Coordenador: MATHEUS HENRIQUE DE SOUSA OLIVEIRA
Contato do coordenadormatheusoli@hotmail.com

Resumo: O Projeto BRA/15/010 – Fortalecimento e Expansão do Sistema Nacional de Promoção da Igualdade Racial é uma ação entre o Ministério da Mulher, da Família e dos Direitos Humanos (MMFDH) e o Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD) com o objetivo de descentralizar as políticas públicas de igualdade racial e fortalecer e expandir o Sistema Nacional de Promoção da Igualdade Racial (Sinapir). A Fundação COPPETEC foi uma das entidades selecionadas através do projeto U.lab para apresentar a prefeitura do Rio de Janeiro um laboratório de inovação governamental a ser replicado como política de promoção da igualdade racial no âmbito de implementação do Plano de Desenvolvimento Sustentável do Município desenvolvido pelo Escritório de Planejamento da Secretaria Municipal da Casa Civil (EPL). No âmbito do Sinapir, o presente projeto tem o objetivo de entregar ao município do Rio de Janeiro, um programa de inovação governamental que coloca o jovem negro como protagonista da tecnologia capaz de promover o bem-estar no seu dia a dia.

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TítuloUnidade de Suporte à Inovação Social – USIS
Coordenador:  CARLA MARTINS CIPOLLA
Contato do coordenadorcarla.cipolla@ufrj.br

Resumo: A atividade apoia inovações sociais como chave para o desenvolvimento. O USIS/ UFRJ – Unidade de Suporte à Inovação Social – nasceu do projeto LASIN – Latin American Social Innovation Network -, financiado pela Comissão Europeia, com o propósito de implementar um modelo de envolvimento Universidade/comunidade, baseado na combinação de atividades curriculares e extra-curriculares, materiais e instrumentos de aprendizagem, treino prático, oficinas e mentorias para reforçar as ligações da universidade com o ambiente social mais amplo (Grupos comunitários, ONGs e/ou OSCIPS, Organizações governamentais, empresas e escolas) com metodologia própria desenvolvida por LASIN.

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Título“TÁ” LIGADO?! MINHA CÂMERA NA MÃO E UMA IDEIA NA CABEÇA – A LINGUAGEM AUDIOVISUAL COMO LIVRE EXPRESSÃO NA CONSTRUÇÃO DIALÉTICA NO ESPAÇO ENTRE A UNIVERSIDADE, A ESCOLA E A SOCIEDADE
Coordenador:  ANDREA MARIA DO NASCIMENTO SILVA
Contato do coordenadorandreanascimento@cos.ufrj.br

Resumo: Todos nós da comunidade acadêmica e escolar tivemos que nos adaptar à utilização de soluções tecnológicas para nos comunicar, socializar e nos relacionar durante o período de pandemia para reproduzir a rotina de uma sala de aula. Com isso, a linguagem audiovisual e o uso de dispositivos portáteis, como smartphones e tablets, que já era uma realidade muito presente em nossa vida, de repente, se tornou fundamental. Essa proximidade foi uma grande motivação que trouxe a memória da frase emblemática do cineasta Glauber Rocha – Uma câmera na mão e uma ideia na cabeça – que inspirou o título deste projeto e que nos faz compreender que atualmente a nossa práxis gira em torno dessa máxima que representa nosso atual cenário social nos hábitos de registrar e compartilhar nossas imagens, nossos áudios, nossos vídeos, seja de forma direta ou indiretamente nas redes sociais. Portanto, este projeto visa atender a uma demanda técnica para auxiliar a produção de conteúdo de divulgação de pesquisas, trabalhos escolares, vídeo aulas, entre outros, de forma que o público participante do projeto conheça detalhes da composição audiovisual. Enfatizar o uso da linguagem audiovisual para acesso ao conhecimento e para a troca de saberes, uma comunicação dialética onde é importante não só transmitir o conhecimento gerado na universidade mas também possibilitar que a sociedade contribua com o seu olhar, seu fazer, sua crítica.

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TítuloApoio às Micro e Pequenas Empresas do estado do Rio de Janeiro para o desenvolvimento de trajetórias econômicas sustentáveis
Coordenador: AMANDA FERNANDES XAVIER PEDROSA
Contato do coordenadoramandaxavier86@gmail.com

Resumo: As MPE compõe 92% das empresas do Estado do Rio de Janeiro (RJ) e são responsáveis por mais de 50% dos empregos formais (Brasil, 2020). No entanto, as MPE enfrentam enormes desafios, sobretudo pela amplitude da atual crise sanitária, econômica e social (CNI, 2021; SEBRAE, 2020), colocando em evidencia o modelo econômico dominante, centrado na produção em massa de bens materiais e de performance financeira (Fernandes et al., 2021; Lima & Dias, 2020). Nesse sentido, esse projeto se fundamenta na perspectiva da Economia da Funcionalidade e da Cooperação (EFC), que tem como proposta fornecer soluções integradas de bens e serviços a partir da cooperação entre diferentes atores territoriais, abandonando a noção de escalabilidade e desenvolvendo novos modelos de governança de empresas e territórios (Du Tertre et al., 2019). Essa abordagem interacionista permite um menor consumo de recursos naturais e a renovação do vínculo social, criando resiliência para as relações econômicas, tão fragilizadas diante do cenário atual (Xavier et al., 2021; Roman et al., 2020). Este projeto visa apoiar as Micro e Pequenas Empresas do estado do Rio de Janeiro no desenvolvimento de trajetórias econômicas sustentáveis, criando impacto direto na sociedade e na comunidade científica. Para tanto, visa a formação, acompanhamento e intervenção de dirigentes de empresas para transição de modelo econômico a partir do Modelo da Economia da Funcionalidade e da Cooperação.

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