Uma equipe da Engenharia Química da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) está desenvolvendo, em parceria com a iniciativa privada, um projeto para a purificação do biogás, recurso energético considerado estratégico para a descarbonização a curto e médio prazos de setores-chaves da economia brasileira.

Proposto pela empresa GreyLogix Brasil em parceria com o Departamento de Engenharia Química e de Alimentos da UFSC e viabilizado pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), o projeto conta com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa e Extensão Universitária (Fapeu). “A Fapeu foi a ponte entre a empresa GreyLogix e o Departamento de Engenharia Química e de Engenharia de Alimentos (EQA). Essa ponte viabilizou a participação da universidade no projeto, cuja captação de recurso foi via chamada Finep-Empresa”, destaca o coordenador do projeto, professor Agenor De Noni Junior.

Indústria 4.0

O objetivo do trabalho é desenvolver e oferecer ao mercado um protótipo que, alinhado aos princípios da indústria 4.0, faça a purificação do biogás. Hoje, um dos principais desafios da utilização do biogás é a presença de poluentes, entre os quais o sulfeto de hidrogênio (H₂S) e os siloxanos. “Esses compostos são altamente prejudiciais: o H₂S provoca corrosão severa, enquanto os siloxanos geram incrustações. O impacto desses poluentes é tão significativo que pode inviabilizar completamente a implementação de tecnologias de aproveitamento do biogás, como seu uso em motogeradores para cogeração de calor e eletricidade. A corrosão e o acúmulo de resíduos reduzem drasticamente a vida útil desses equipamentos, que possuem alto custo de aquisição”, explica o engenheiro químico Leonardo Abreu Ramlow, mestrando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química da Universidade Federal de Santa Catarina (PósENQ-UFSC) e engenheiro líder do projeto.

A ideia do projeto é apresentar uma solução que integre tecnologias inovadoras de baixo custo operacional e apta para trabalhar com qualquer fonte de biogás. “O processo de purificação proposto destaca-se pelo abatimento de siloxanos e do sulfeto de hidrogênio por meio da fotólise com radiação UV”, detalha Leonardo Ramlow.

Os trabalhos do Greygas, como é chamado o projeto, começaram em novembro de 2023 e serão realizados até o final de 2026. “Ao apresentar uma solução inovadora, de baixo custo operacional e compatível com qualquer fonte de biogás, o projeto impulsiona o aproveitamento desse recurso energético renovável, contribuindo significativamente para a redução das emissões de carbono e acelerando a transição para uma economia mais sustentável”, observa o professor Agenor De Noni Junior.

 “Além disso, a abordagem inovadora, fundamentada nos princípios da indústria 4.0, otimiza processos, diminui custos operacionais e prolonga a vida útil dos equipamentos, impulsionando o desenvolvimento tecnológico e industrial. Dessa forma, promove-se um equilíbrio entre crescimento econômico e preservação ambiental, fortalecendo a competitividade do setor e gerando benefícios socioeconômicos de longo prazo”, acrescenta o coordenador do trabalho.

Fases

O projeto iniciou com a fase conceitual, focada na implementação e validação dos conceitos inovadores, com uma corrente simulada de biogás em escala laboratorial. Para isso, foi montada uma bancada experimental, na qual foi realizada uma série de testes para caracterizar o sistema, analisar o impacto de diferentes variáveis no processo e estimar os parâmetros essenciais para o escalonamento. Na sequência, em parceria com a Veolia Brasil, foi construída uma planta piloto para purificação de 200 Nm³/h de biogás bruto proveniente do EcoParque Biguaçu. “Com a comprovação do conceito será possível escalonar o projeto para atender unidades produtoras de biogás em larga escala”, relata o coordenador do projeto.

Os experimentos da parte conceitual do projeto foram desenvolvidos, dentro de uma parceria interlaboratorial, no Laboratório de Energia e Meio Ambiente (Lema) e no Laboratório de Sistemas Porosos (Lasipo), ambos do Departamento de Engenharia Química e de Engenharia de Alimentos da UFSC. Já a planta piloto foi instalada no primeiro trimestre de 2026 no EcoParque Biguaçu, da Veolia Brasil. 

A fase conceitual do projeto foi concluída e os experimentos demonstraram resultados promissores. “O reator UV apresentou conversões de até 80%, destacando sua alta eficiência na degradação dos siloxanos. Esse processo ocorre por meio da oxidação induzida por moléculas de ozônio, formadas pela exposição do oxigênio presente no biogás (aproximadamente 2%) à radiação UVC. Como resultado, os siloxanos são degradados, gerando sílica microcristalina sólida, que pode ser facilmente removida durante o processo”, conta a engenheira química Stefanie Cristine Nied Mandik, também mestranda do PósENQ-UFSC e integrante do projeto.

Além disso, relata Stefanie, o reator UV demonstrou excelente desempenho na remoção de H₂S, revelando grande potencial para remoção simultânea dos dois contaminantes. Também foi avaliada a capacidade de adsorção de H₂S utilizando carvão ativado - tecnologia conhecida e bem consolidada no mercado, visando à comparação com os resultados obtidos através da fotólise   A desumidificação do biogás também foi testada com diferentes técnicas para avaliação.

“Os resultados experimentais proporcionaram uma compreensão detalhada do impacto de cada variável no processo, permitindo a definição de parâmetros essenciais para o dimensionamento do módulo piloto”, disse a engenheira química.

Doação

O projeto Greygas conta, além do coordenador, com a participação direta de Leonardo Ramlow e Stefanie Mandik, que, além de engenheiros químicos e mestrandos do PósENQ da UFSC, também integram a equipe de Engenharia de Processos da Greylogix; de Pedro Ezequiel Keller, estagiário de Engenharia Química da UFSC; e de um professor orientador do Departamento de Engenharia Química e Alimentos da UFSC. Bem como, em tempo parcial, de toda a equipe de engenharia da Greylogix. “São aproximadamente 15 pessoas, contribuindo com expertise em mecânica, instrumentação, elétrica e outras disciplinas” conta o professor.

Além de todos os benefícios à sociedade e do intercâmbio de conhecimentos e de experiências entre a iniciativa privada e a comunidade acadêmica, ao final dos trabalhos a Greylogix doará ao Departamento de Engenharia Química e de Engenharia de Alimentos da UFSC um analisador de gases Horiba, modelo VA-5000, que realiza medições contínuas e de alta sensibilidade das concentrações de siloxanos, metano e dióxido de carbono, e um analisador de gases Confor, modelo Optima, utilizado para a análise de oxigênio e H₂S, ambos portáteis.

“O analisador de gases Horiba, importado do Japão, utiliza a técnica consolidada de medição NDIR (infravermelho não dispersivo) e é o único equipamento desse tipo disponível no Brasil. Por outro lado, o analisador Confor é capaz de medir uma ampla faixa de concentrações de H₂S e O₂, proporcionando grande versatilidade para diversas aplicações em biogás e também na análise de gases de combustão. Esses equipamentos poderão ser utilizados em projetos de pesquisa ou prestação de serviços após o fim do projeto atual”, destaca o professor De Noni.

PROJETO: PLANTA PILOTO PARA PURIFICAÇÃO DE BIOGÁS / COORDENADOR: Agenor De Noni Junior / agenordenoni@gmail.com / UFSC / Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos / CTC / 15 participantes

* Esta reportagem integra a Revista da Fapeu 16, disponível na íntegra em https://fapeu.org.br/revistafapeu