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Humberto
Jorge José, químico, professor doutor na
área de Engenharia Química do Departamento de
Engenharia Química e Engenharia de Alimentos, pesquisador
do Grupo de Pesquisas "Redução de Impactos
Ambientais em Processos Químicos” (UFSC)
O
assunto é controle da emissão de poluentes:
NOx (óxidos de nitrogênio), SOx
(óxidos de enxofre), CO2 (dióxido
de carbono) e CO (monóxido de carbono)
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O
Sr. tem trabalhado na pesquisa para redução de poluentes
nas usinas termoelétricas.
Sim, existe um projeto que está sendo realizado com financiamento
da GERASUL/ANEEL, através da Pós-Graduação
em Engenharia Química (EQA) e começou no ano passado.
O projeto esta sendo desenvolvido pelos Laboratório de Cinética,
Catálise e Reatores Químicos, Laboratório de
Desenvolvimento de Processos Tecnológicos, e Laboratório
de Controle de Processos do EQA. Na verdade, é um projeto
para desenvolver um modelo de gerenciamento para otimização
do processo de combustão de carvão mineral, objetivando
não só melhorar a eficiência caldeira da unidade
termoelétrica Jorge Lacerda da GERASUL (em Tubarão
- SC), como também reduzir a emissão de poluentes.
A partir do momento em que se consegue otimizar o processo e reduzir
o consumo do combustível, reduz-se, automaticamente, as emissões
de NOx, SO2, CO2, CO, compostos orgânicos voláteis,
material particulado, e também o impacto na mineração
de carvão. O importante também, não é
só a pesquisa aplicada, mas também a formação
de recursos humanos. Neste projeto participam uma aluna de mestrado
e um aluno de iniciação científica. A aluna
de mestrado desenvolve a parte experimental do seu trabalho lá
na GERASUL, as análises desses gases, ajustando os parâmetros
do processo. São medidas as concentrações de
CO, NOx (NO+NO2), e SO2. Procuramos, juntamente com os engenheiros
da empresa, detectar os principais problemas, desde o tipo de carvão
usado, a forma de operação, até o ajuste no
processo. Isso já tem apresentado alguns resultados positivos.
Que
tipo de carvão é utilizado lá no Complexo Jorge
Lacerda?
É utilizado o carvão mineral, com teor de cinza em
torno de 42%. O carvão é caracterizado, para se determinar
suas propriedades físico-químicas. Com essas informações,
nós estamos desenvolvendo um programa de gerenciamento (um
software), no qual são introduzidas a composição
do carvão e as condições de queima do mesmo.
O
Sr. está registrando que tem redução dos poluentes
mesmo?
Embora ainda seja cedo para afirmar, já que o projeto não
está concluído, os procedimentos que estão
sendo feitos já está mostrando uma tendência
de redução.
Quais
eram os teores de poluentes antes e agora?
Eu não tenho os dados precisos, mas os valores aproximados
para usinas termoelétricas a carvão são: NOx
em torno de 600 ppm e SO2 em torno de 2.000 ppm. Mas depende da
composição do carvão. Se o carvão tem
mais enxofre ou nitrogênio, vai gerar mais SO2 e NOx.
Mas
esses índices comparativamente são altos?
Eles estão até, muitas vezes, abaixo do que se espera
para uma termoelétrica a carvão que não possui
sistema de tratamento dos gases de exaustão. O que se quer,
é reduzir ainda mais estes valores. Na verdade, são
várias plantas que compõem o Complexo Termoelétrico
Jorge Lacerda. Cada ponto percentual que se reduz em cada uma das
plantas, reduz-se no todo. O que nós pudermos reduzir no
consumo de combustível também é reduzido
lá na produção de carvão, na mineração.
Hoje, as empresas carboníferas estão se conscientizando
mais no que diz respeito ao impacto ambiental.
Como funciona esse programa de gerenciamento?
Nós entramos com os dados das condições operacionais
e da composição do combustível, do ar de combustão.
Faz-se o balanço de massa (composição teórica
dos gases de exaustão) e o balanço de energia (quantidade
de calor gerada). Nós temos um analisador de gases de exaustão
que faz o monitoramento das emissões diretamente na saída
da câmara de combustão. Estamos verificando que o balanço
está fechando, entre os valores teóricos calculados
e os valores medidos, o que nos permitirá simular algumas
situações.
Depois a própria empresa pode começar a medir e
controlar a emissão dos poluentes?
Isso. Não só através do equipamento instalado
que eles também tem. Na verdade, existe uma mudança
de filosofia. Quando os operadores técnicos e engenheiros,
com quem também estamos aprendendo muito, começam
a verificar a validade dos resultados e começam a utilizar
o software, ocorre uma mudança. Eles têm participado
ativamente desse trabalho, com motivação, o qual tem
gerado uma série de resultados, muitas vezes de forma indireta.
Os conhecimentos de uma planta que estamos testando, podem ser transferidos
para outra planta. Na verdade, é um trabalho complexo porque
envolve uma série de parâmetros. O engenheiro pode
entrar com dados do processo, dados do combustível, para
saber, aproximadamente, o que esperar das emissões e do rendimento
térmico. Essas três coisas juntas - o trabalho experimental,
o trabalho teórico e a filosofia de trabalho - propiciam
uma abordagem diferente do problema. Isso tem dado bons resultados.
Eu já tinha feito um trabalho semelhante com gás liquefeito
de petróleo em uma indústria cerâmica e obtivemos
resultados muito bons.
Com
a crise de energia, todo mundo está contando com o carvão
como uma alternativa, principalmente aqui em Santa Catarina por
causa da reservas existentes. Isso não vai acabar degradando
muito o ambiente? Essa é uma alternativa vantajosa?
Vamos supor que não seja a melhor alternativa. Que seria
interessante fazer hidroelétricas, usar energia solar, eólica,
implantar as termoelétricas a gás natural. Eu li sobre
a promessa da Petrobrás em garantir o preço do gás,
com a variação cambial. Isso vai custar caro. A energia
solar é uma excelente alternativa, mas ainda cara, bem como
outras como célula de combustível, etc... Tudo isto
é a médio e longo prazo. As termoelétricas
a carvão já estão aí, não existe
um período de amortização. O que não
se pode é apagar simplesmente tudo. Não podemos ficar
sem energia. Ainda vamos usar o carvão, o óleo e o
gás, até acharmos uma fonte alternativa de energia
que supra a demanda atual, o que levará certo tempo. Enquanto
isto deveremos racionalizar a energia de que dispomos e otimizar
os processos. "Ah, nós não queremos poluir". Acho
ótimo. "Não vamos mais minerar porque isso dá
problema". Isso é bom, mas a partir do momento em que há
uma conscientização desde a geração
térmica, isso reflete também na indústria carbonífera.
Temos um trabalho com uma indústria carbonífera
visando a utilização do carvão
para remoção de poluentes em águas naturais
e residuárias, através de processos de adsorção.
A conscientização dessas empresas já tem aumentado.
Algumas praticamente não despejam mais a água
nos rios, tratam e reciclam ao máximo a água que utilizam.
Nós estamos vivendo um momento em que não temos muitas
opções. Nós temos que investir na melhoria
dos processos de extração para reduzir o impacto ambiental
e fazer com que, a médio prazo, essas indústrias consigam
reparar os danos causados. Existe um problema: hoje, o carvão
é responsável por 40% da matriz energética
do estado. Quando o nível de água dos reservatórios
sobe, a ONS pode mandar reduzir a carga na termoelétrica,
mas quando baixa, a usina a carvão aumenta a potência.
Algumas
vezes, as pessoas associam fumaça preta a poluição,
fumaça branca a filtro, ou seja, emissão mais limpa.
Tem alguma coisa a ver?
O ideal é não emitir nada. Mas sempre sai alguma coisa,
depende do processo, depende das plantas. Algumas delas são
bastante antigas, estão sendo modernizadas. Sempre sai algum
poluente, mas existem limites, existe um controle. As unidades são
dotadas de precipitadores eletrostáticos, os quais retêm
o material particulado. Não tem tratamento para os gases,
e o que existe é a possibilidade de redução
da emissão dos mesmos, através da otimização
do processo, como já mencionei. Não se pode comparar
com alguns países ricos onde a geração termoelétrica
é muito forte. Mesmo que nestes países as termoelétricas
tenham sistemas de tratamento dos gases emitindo abaixo dos limites
permitidos, teremos, em valores absolutos, devido ao maior número
de unidades. maior emissão de poluentes. No Complexo Jorge
Lacerda, verifica-se que cada uma das plantas esteja dentro dos
limites estabelecidos, não só o que é diretamente
emitido, mas também o que está no ar atmosférico,
longe das usinas, sendo monitorado diariamente. A poluição
não é tão grave quanto se imagina. Problemas
existem, mas isso está sendo melhorado. A Fatma está
em cima, há um controle.
Além
da poluição para o ambiente externo, há uma
poluição residual dentro do ambiente para os trabalhadores?
Afeta tudo. Existe esse problema, mas as chaminés são
altas. Esse problema é maior quando há mais material
particulado, cinzas leves, e concentração alta de
gases como SO2, que é um gás mais irritante. Mas há
monitoramento contínuo e os trabalhadores usam equipamentos
de proteção individual.
Qual é a tecnologia para limpar esse processo de queima?
O que existe são os precipitadores eletrostáticos.
As partículas são carregadas. vamos supor, por carga
negativa que passa por outra placa que está carregada positivamente,
então há atração, e ela se neutraliza.
Com um mecanismo de vibração, o material particulado
cai. Em plantas mais modernas, existem sistema de limpeza dos gases
de exaustão, tanto por via úmida como por via seca.
Estes processos representam aproximadamente 25% do custo total de
uma usina. No geral, as usinas estão bem, dentro dos limites
estabelecidos. O que acontece é que existem épocas
ou fatores, como o clima, que agravam estes problemas. Agora,
o que não polui? Temos que achar uma equação
que permita o desenvolvimento com menor impacto ambiental possível.
Nós estamos desenvolvendo aqui, também no Laboratório
de Cinética, Catálise e Reatores Químicos e
no Laboratório de Desenvolvimento de Processos Tecnológicos,
estudos para redução de NOx, e uma dissertação
de Mestrado deverá estar concluída em agosto próximo.
Nós estamos usando o coque do próprio carvão
mineral a temperatura de 250ºC para reagir com o NOx e que,
de forma semelhante também pode servir para o SO2,
transformando-os em N2, CO2 e, no caso da redução
do SO2, em CO2 e enxofre elementar. Na realidade, trabalhamos
em duas frentes: no controle na pré-combustão, minimizando
as emissões, e na pós-combustão, reduzindo
aquilo que não se conseguiu evitar emitir para a atmosfera.
E o gás natural: qual é o tipo de impacto no ambiente?
Principalmente, emissão de CO2 e NOx. Mas a poluição
do gás natural é muito menor do que dos outros combustíveis
fósseis, como carvão , óleo, gasolina. Ele
reage na combustão com o oxigênio, formando CO2 e água.
Só que tem nitrogênio no ar e parte desse nitrogênio
forma o NOx. Se há insuficiência de ar também
pode haver formação de CO. O principal problema é
a formação de CO2 que causa o efeito estufa. Deve-se
considerar que o próprio metano também provoca efeito
estufa, quando liberado para atmosfera por um vazamento. Mas, dos
combustíveis fósseis, o gás é o menos
poluente pela quantidade de carbono que tem.
Mesmo
o GLP (gás liquefeito de petróleo)?
O GLP tem hidrocarbonetos com 3 e 4 carbonos, é uma mistura
de aproximadamente 70% de propano (C3H8) e 30% de butano (C4H10),
que quando queimado libera os mesmos poluentes. O gás natural
é constituído de 90% de metano (CH4).
O
Sr. falou do efeito estufa.
O CO2 e mesmo o gás natural, por exemplo, provocam o efeito
estufa. Ou seja, a camada de CO2 formada na atmosfera
permite que a radiação da luz do sol passe para baixo,
mas impede que a radiação infravermelha, que é
absorvida pelo CO2, retorne. Há, então um aquecimento
chamado de efeito estufa.
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