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ENERGIA

MARCOS DE OLIVEIRA E YURI VASCONCELOS

Vrios projetas de pesquisa financiados pela FAPESP trazem novas perspectivas para os meios tradicionais e alternativos de produo de energia eltrica

58 JUNHODE2001 PESQUISA FAPESP

E m meio crise energtica brasileira, cresce a busca por solues rpidas que revigorem os atuais meios de gerao de eletricidade e eliminem a possibilidade de apages. Solues rpidas e mgicas, porm, no existem. Existem, sim, solues elaboradas depois de anos de estudo, como um trabalho do professor Se-cundino Soares Filho, da Universida-de Estadual de Campinas (Unicamp). Junto com sua equipe, ele desenvol-veu dois softwares que podem me-lhorar em 5% o rendimento energ-tico das usinas hidreltricas, fonte de 92% da eletricidade do pas.

Outra possibilidade de aumentar os to necessrios megawatts est em auferir melhor aproveitamento da ex-trao de energia eltrica do bagao e da palha da cana-de-acar. Tambm fora dos tradicionais sistemas de ge-rao de energia eltrica, uma nova

tecnologia deve, nos prximos anos, ganhar espao em residncias, hospi-tais e pequenas indstrias. So as c-lulas a combustvel, equipamentos que funcionam com hidrognio puro ou extrado do gs natural. Outra boa notcia so dois novos produtos de-senvolvidos na Unicamp e na Univer-sidade de So Paulo (USP) que devem baratear a produo de equipamen-tos de sistemas de energia solar.

As solues tm por base um olhar estratgico, ainda que algumas possam ser usadas a curto prazo. Elas envolvem pesquisadores de instituies de pes-quisa e de empresas, muito estudo, pla-nejamento e inovao tecnolgica.

Aumento j - H mais de dez anos, o aproveitamento das hidreltricas tema de estudo no Laboratrio de Sistemas Hidrotrmicos de Potncia da Faculdade de Engenharia Eltrica e de Computao. L o professor Se-

cundino Soares Filho j gerou dois programas de computador capazes de proporcionar- sem novas obras e grandes investimentos - um aumento de 5% na produo nacional de ener-gia eltrica, o que corresponde a 2.250 megawatts (MW) de potncia. Esse nmero equivale produo mdia de oito hidreltricas instaladas no Rio Pa-ranapanema, divisa dos Estados de So Paulo e Paran, e corresponde quantidade de energia que o plano de racionamento almeja ser economiza-da pelos consumidores residenciais.

"Se essas novas tecnologias, que melhoram o rendimento das turbi-nas das usinas e otimizam o gerenci-amento da gua estocada nos reser-vatrios, fossem implantadas pelo conjunto das hidreltricas brasileiras, o racionamento seria bem mais sua-ve': afirma o professor da Unicamp. Ele constata de houve insuficincia de investimentos na capacidade de

gerao do sistema nos ltimos anos. Tanto assim que, enquanto a deman-da de energia do pas cresceu 5 mil MW por ano, a oferta de gerao au- mentou apenas 3 mil MW.

Gerenciamento cuidadoso - H al-gum tempo o professor Soares Filho alerta para o risco de racionamento. Em matria publicada na edio no 41 de Notcias FAPESP, de abril de 1999, ele foi categrico: "O gerencia-mento mais cuidadoso dos reserva-trios contribuiria para reduzir os riscos de racionamento de energia, previsto para os prximos anos, se os investimentos no setor continua-rem a ser postergados". Dois anos depois de seu vaticnio, o Brasil en-frenta o apago.

Para ajudar a reverter esse qua-dro, os softwares desenvolvidos pelos especialistas da Unicamp represen-tam papel importante para aumentar

a produo de energia eltrica no pas. Eles foram elaborados no mbi-to do projeto temtico Planejamento e Programao da Operao de Siste-mas de Energia Eltrica. O primeiro dos softwares o de despacho de m-quinas. Com ele, possvel aumentar em 3% a produtividade das usinas hidreltricas.

Para entender esse benefcio preciso saber que toda turbina tem uma curva de rendimento chamada "curva Colina". Ela depende de dois parmetros: vazo e queda d'gua. Quanto maior a queda d'gua, maior a potncia. O modelo matemtico formulado pela equipe da Unicamp avalia o rendimento de cada turbina em funo da vazo disponvel e da altura da queda d'gua e determina o funcionamento global do conjunto.

Falhas nessa complicada equao representam a perda de preciosos megawatts. "J comprovamos a efic-

PESQUISA FAPESP JUNHO DE 2001 59

CAPA

Ganho de energia com alterao de volume nos reservatrios ILHA SOLTEIRA

% VOLUME 100 100 90

80 70 60 50 40

30 20 10 0 -

Software desenvolvido na Unicamp simu la, com nmeros reais, a tra nsferncia de vo lume de gua existente nas usinas localizadas perto das cabeceiras dos rios (Fu rnas e Emborcao) pa ra uma loca lizada mais prxima da foz (Ilha Solteira) .

GERAO DE ENERGIA 2.778 MW 2.667 MW O vo lume e a queda d'gua na ltima

usina proporcionariam um aumento de energia eltrica em 4, 14%, sem

SIMULAO VOLUME REAL em 15/02/2001 alteraes na vazo de gua .

cia do nosso modelo nas centrais do Rio Paranapanema e simulamos um teste na Usina de Itaipu. Nos dois ca-sos, o ganho de rendimento foi de 3%", afirma o pesquisador. Os resul-tados em Paranapanema foram to

. .

expressivos que a empresa concessw-nria, a Duke Energy, assinou um contrato com a Unicamp no valor de R$ 345 mil para aplicar o modelo em suas oito hidreltricas: Jurumirim, Rosana, Chavantes, Capivara, Canoas I e II, Salto Grande e Taquaruu.

Rio abaixo - O outro aplicativo desen-volvido pela equipe da Unicamp co-ordena o volume de gua dos reser-vatrios. O cerne desse modelo a transferncia do volume de gua das usinas a montante, perto da cabecei-ra dos rios, para as hidreltricas a ju-sante, mais prximas da foz. O deslo-camento causaria uma elevao de 4% na gerao das usinas que ope-ram com reservatrio. Essas hidrel-tricas respondem por 45% da potn-cia energtica instalada no pas - os outros 55% ficam com as usinas a fio d'gua, cujos reservatrios no po-dem ser controlados. Se esse sistema de controle proposto pelo professor Soares fosse implementado pelo Ope-rador Nacional do Sistema Eltrico (ONS), o ganho seria de 2% a mais no rendimento energtico das hidre-ltricas com reservatrios.

60 JUNHO DE 2001 PESQUISA FAPESP

gua no lugar errado - Para provar que o modelo funciona, o pesquisador da Unicamp fez uma simulao, to-mando por base a situao de trs usinas do sistema Sudeste, no dia 15 de fevereiro deste ano (veja ilustra-o) : Emborcao, no Rio Paranaba, Fumas, no Rio Grande, e Ilha Solteira no Rio Paran. Naquela data, as trs usinas operavam, em mdia, com 27% do estoque de gua e estavam gerando 2.667 MW. "Se o ONS mantivesse a mesma vazo nas trs unidades, mas concentrando o volume de gua na ltima usina da cascata, no caso Ilha Solteira, a gerao de energia subiri~ para 2.778 MW, um acrscimo de 4,13%. Isso demonstra que a gua est guardada no lugar errado. Eles es-tocam na cabeceira, quando deveriam armazen-la nas represas a jusante."

Soares Filho sabe que a aplicao do modelo de despacho de mquinas muito mais exeqvel do que o de gerenciamento dos estoques, porque esse ltimo tem um complicador: para o sistema funcionar melhor, a usina a montante teria que abrir mo de gerar mais energia em prol das centrais a ju-sante. "Do jeito que est hoje, todo mundo perde", frisa o pesquisador.

Tanto o modelo de despacho de turbinas quanto o de gerenciamento de reservatrios integram um softwa-re mais complexo, batizado de HydroLab, que, na prtica, um so-

fisticado laboratrio para anlise do sistema hidreltrico brasileiro. O HydroLab inclui tambm um exten-so banco de dados e um previsor de vazes, que tenta "adivinhar" quanto vai chover, no prazo de um ano, nas bacias das usinas. Esse dado funda-mental para o melhor gerenciamento das hidreltricas e poderia evitar si-tuaes como a que estamos vivendo hoje. " nosso software faz previses bem mais acertadas e possui um n-dice de erros que equivale metade do aplicativo da Eletrobrs, que usa um modelo dos anos 80", explica o pesquisador.

Reduo de rendimento - Por meio do HydroLab, j possvel saber que, com o reservatrio cheio, a usina de Fumas tem uma potncia de 405 MW, mas com 20% de sua capacida-de, que correspondia situao no fim de maio, a gerao de energia cai para 345 MW. Isso demonstra que a queda de volume de gua nos reser-vatrios implica uma reduo do rendimento da usina, porque sua po-tncia proporcional ao produto da vazo pela queda da gua. "Estamos gastando mais gua para gerar a mes-ma quantidade de energia", explica o pesquisador.

O professor Soares Filho est no terceiro projeto temtico consecuti-vo, todos com o mesmo objetivo: oti-

mizar a produo nacional de energia eltrica. Para desenvolv-lo, alm da equipe da Unicamp, colaboram pesquisadores da Engenharia e da Matemtica e Computao de So Carlos, ambas da Universidade de So Paulo (USP), e da Engenharia de Bauru, da Universidade Es-tadual Paulista (Unesp) .

persucar em conjunto com a empresa sueca TPS ( Termiska Processar Sweden) . O fluxo pro-dutivo desse processo diferen-te: o bagao aquecido num sis-tema fechado sem ar, gerando uma mistura de gases. Esses gases so tratados e fazem fun-cionar uma turbina a gs espe-cial, produzindo energia eltri-ca. "Bem ajustado, esse sistema pode transformar 40% da energia do bagao em eletrici-dade", diz Macedo.

Biomassa do bagao de cana -Alm de melhorar o rendimen-to das usinas hidreltricas, o Brasil tem potencial para insta-lar 2.500 MW a mais de ener- Soares: raciona mento mais suave com novos softwares

Atualmente, a produo de cana-de-acar no Brasil est prxima dos 300 milhes de

toneladas por ano, sendo que aproxi-madamente 70% desse volume- 200 milhes de toneladas - produzido nas 130 usinas de So Paulo. Para que o setor fornea 2.500 MW de potn-cia, ser necessrio modernizar as usinas, que devero equipar-se com novos sistemas geradores. Com mais algumas alteraes no ciclo produti-vo, as usinas podem chegar a um ex-cedente de 3.000 MW de potncia. Esse valor corresponde energia ge-rada em seis meses, j que as usinas s trabalham de maio a setembro. Nesse caso, a potncia efetiva anual seria de 1.500 MW. E os 1.000 MW restantes para se atingir os 2.500 MW poderiam vir da queima da pa-lha da cana, que hoje no integra o

gia eltrica a partir da biomas-sa da cana-de-acar. Esse valor representa cerca de 20% da capacida-de de produo da hidreltrica deItai-pu, a maior do pas. "O bagao e a pa-lha da cana podem transformar-se, em mdio prazo, em importantes compo-nentes da matriz energtica do Brasil': acredita o professor Isaas Carvalho Macedo, assessor para a rea de ener-gia da Reitoria da Unicamp e que, por sete anos, foi gerente de tecnolo-gia da Cooperativa dos Produtores de Cana, Acar e lcool do Estado de So Paulo (Copersucar). "Mas para esse cenrio tornar-se realidade sero necessrios investimentos e uma poltica de energia que permita ao setor desenvolver seu potencial."

Hoje, quase toda a produo de energia eltrica das usinas canaviei-ras corresponde a cerca de 1.100 MW, destinados ao consumo interno. Me-nos de 100 MW so vendidos para a rede. A razo simples: o preo pago pelos distribuidores aos usineiros ainda muito baixo e no compensa os custos de gerao.

O domnio da tecnologia de pro-duo de energia a partir da biomas-sa de cana existe h mais de 20 anos no Brasil. Em 1980, as usinas produ-ziam 60% da eletricidade que consu-miam com a queima do bagao. Ago-ra, elas so auto-sustentveis, geram 100% da energia que precisam.

Processo simples- O sistema de gera-o de energia com bagao relativa-

O PROJETO

Planejamento e Programao da Operao de Sistemas de Energia Eltrica

MODALIDADE Projeto temtico

COORDENADOR SECUNDINO SOARES FILHO- Unicamp

INVESTIMENTO R$ 80.300,00 e US$ 84.848,56

mente simples. No incio do processo, ele queimado numa caldeira conven-cional, produzindo vapor, em mdia a 20 atmosferas de presso. Ao sair da cal-deira, o vapor faz funcionar uma turbi na que, por sua vez, aciona um gerador eltrico. O vapor deixa a turbina e sua energia trmica utilizada para vrios processos como aquecimento e evapo-rao do caldo da cana para produzir acar, alm da concentrao para a produo de lcool. Esse processo todo chamado de co-gerao, pois resulta ao mesmo tempo na produ-o de energia eltrica e trmica.

Segundo Macedo, o rendimento energtico do bagao gira ao redor de 20% com a tecnologia atual. Mas um novo processo que est em desenvol-vimento ser capaz de dobrar essa produtividade. o Biomass Integrated Gaseification/Gas Turbine (BIG/GT), ou gaseificao de biomassa e uso de turbinas a gs. Ele tem sido investiga-do para a indstria da cana pela Co-

processo.

Colheita da palha - nesse ponto que entram as pesquisas do professor Os-car Antnio Braunbeck, coordena-dor do Laboratrio de Projetos e de Mquinas Agrcolas da Faculdade de Engenharia Agrcola da Unicamp. Com um projeto de auxlio pesqui-sa da FAPESP, ele desenvolve tecno-logia para mecanizar a colheita de cana, que, historicamente, manual. "O setor aucareiro demanda a reti-rada anual de 80 toneladas de cana por hectare, 20 vezes mais do que qual-quer outra cultura agrcola."

A mecanizao do processo a nica alternativa para o aproveita-mento da palha, pois evitaria a quei-


CAPA

mada dos canaviais, uma prtica que atinge 80% das plantaes. "A colheita mecanizada no existe porque a tecnologia disponvel, de origem australiana, ineficiente", diz. "Essas mquinas tm uma s-rie de limitaes que acabaram por torn-las inviveis nas planta-es." A pesquisa do professor Braunbeck visa construir uma nova mquina com o aperfeioa-mento de quatro funes bsicas: corte de ponteiros, corte de base, picagem e ventilao. "J temos uma unidade piloto que faz o cor-te de base e o despalhamento. A tecnologia que estamos criando vai provocar uma perda menor de matria-prima e, ao mesmo tem-po, vai colher menos terra", afirma o pesquisador. Com a tecnologia hoje disponvel, as perdas na co-lheita mecanizada chegam a 10%.

Segundo estimativas feitas pelos tc-nicos do setor, metade dos canaviais do pas- aqueles com at 12% de de-clividade de solo- poderia ser meca-nizada. Dessas plantaes, acredi-ta-se que seria possvel recuperar 50% da palha sem causar prejuzos ao meio ambiente - os agrnomos defendem que benfico deixar um pouco de palha na plantao, porque ela age como herbicida e conserva a umidade do solo. No clculo geral, 25% da palha - ou cerca de 12 mi-lhes de toneladas - seria recupervel e poderia ser usada como biomassa para gerao de energia, com um po-tencial extra de 1.000 MW.

A expectativa do professor Braun-beck que os testes com o primeiro prottipo tenham incio no final da safra de 2003. "Pretendemos entregar o projeto para uma indstria (ainda no escolhida) em 2005 e, acredito, em 2006 teremos as primeiras unida-des comerciais."

Avanos em painel solar - Novos ga-nhos de energia eltrica podero ser obtidos tambm com o aperfeioa-mento de sistemas para o aproveita-mento da energia solar. Embora ain-da um modo caro de gerao de


Unidade piloto: corte de base e despalhamento

veu uma clula solar fotoeletro-qumica que poder custar 50% a menos que as clulas existentes no mercado. No IQ-USP foram de-senvolvidos todos os processos en-volvidos na confeco de uma nova clula tambm chamada de clula solar sensibilizada por corantes ou dye-cell. uma alternativa estuda-da em diversos pases, embora ain-da no esteja no mercado. Uma das caractersticas atraentes dessa c-lula a transparncia que permite sua instalao no lugar das jane-las. Assim, grandes superfcies com dye-cells captam os raios so-lares e os transformam em energia eltrica para uso no prprio edif-cio onde esto instaladas.

Sanduche energtico -A pesquisa coordenada pela professora Neyde desenvolve corantes especficos e

eletricidade, o desenvolvimento de clulas solares que utilizam materiais novas tecnologias indica que, dentro semicondutores baratos e de fcil pro-de pouco tempo, a energia solar po- cessamento, como o dixido de titnio der ter o seu uso ampliado com o (Ti02). Esse material utilizado larga-emprego de clulas fotovoltaicas fa- mente por diversos setores da inds-bricadas com materiais mais baratos. tria em tintas brancas, pastas de dente

No Laboratrio de Fotoqumica e cosmticos. "Desenvolvemos um fil-Inorgnica e Converso de Energia do me de dixido de titnio que recebe Instituto de Qumica (IQ) da USP, a corantes de diversas cores, de acordo professora Neyde Yukie Murakami lha com a aplicao': explica a professora coordena uma equipe que desenvol- Neyde. "Esses componentes so dis-

r---~ .. 1"7l"!l.llllt',...-. z postos em camadas formando ~ uma espcie de sanduche com l

mecanizao a nica alternativa para

o aproveitamento da palha

Modelagem, Simulao, Otimizao e Construo de um Cortador Basal Seguidor do Perfil do Solo em Processo de Colheita de Gramneas

MODALIDADE Linha regu lar de auxlio pesquisa

COORDENADOR O SCAR A NTNIO BRAUNBECK- USP

INVESTIMENTO R$ 8.483,75

" o mediador (ou eletrlito), que ~ fecha o circuito e resulta numa

clula solar regenerativa que pode gerar energia por muitos anos", explica o qumico Chris-tian Graziani Garcia, aluno de doutorado e um dos partici-pantes da pesquisa.

As dye-cells podem atingir um ndice de 11 o/o de eficincia na converso da energia solar em energia eltrica com eletrlitos lquidos. As tradicionais clulas de silcio de alta pureza rendem de 14% a 16%. Uma diferena que deve diminuir com o desenvolvimento das pesquisas nos prximos anos. "As clulas de sil-cio existem desde os anos 50 e os da-dos da literatura indicam que elas es-

to atingindo um patamar mximo enquanto as novas clulas tm grande potencial para aumentar a sua efici-ncia", afirma Neyde. Segundo a pro-fessora, existem estudos indicando a eficincia terica mxima para as dye-cells em 27%.

Com o potencial existente e o fato de a pesquisa abranger todas as etapas envolvidas na sua confeco, a clula desenvolvida no IQ-USP j recebeu consultas de interessados em produzi-la. "Foram dezenas de consultas e al-gumas propostas formais (empresas e fundos de capital de risco)", conta Garcia. Em razo disso, o grupo j possui uma patente registrada no Ins-tituto Nacional de Propriedade Inte-

lectual (INPI) e uma outra encontra-se em processo de finalizao.

Outra clula solar com caracters-ticas semelhantes, a da professora Neyde, est em desenvolvimento no Laboratrio de Polmeros Conduto-res e Reciclagem do Instituto de Qu-mica da Unicamp. Um estudo coor-denado pelo professor Marco Aurlio De Paoli, desde 1996, resultou em uma clula eletroqumica com ele-trlito slido e seco. "Utilizamos um polmero cedido pela empresa japo-nesa Daiso que produz esse tipo de produto para a indstria automobi-lstica", conta De Paoli. "Conseguimos o ndice de eficincia energtica de 6%, o maior entre os prottipos de clulas eletrofotoqumicas com ele-trlitos slidos e substrato de vidro."

Segundo De Paoli, a vantagem do \ eletrlito seco a melhor estabilidade energtica e a eliminao de possveis vazamentos. Ele registrou essa clula no INPI e prepara uma clula usando um substrato de plstico flexvel, que apresenta rendimento de 2% de efi-cincia e custo baixssimo se compa-rado com as clulas de mercado.

Os estudos dos pesquisadores da USP e da Unicamp so avanos tec-

O PROJETO

Polmeros Condutores e Reciclagem

MODALIDADE Linha regular de auxlio pesquisa

COORDENADOR MARCO AURLIO DE PAOLI- Unicamp


De Paoli: avano na produo de clulas solares com polmeros e flexveis

nolgicos Impor-tantes e inditos que credenciam as novas clulas a ga-nhar um lugar de

destaque no setor de energia solar.

Novidade: clula a combustvel - As tradicionais formas de gerao de ener-gia eltrica vo ganhar uma compa-nhia forte e segura. As perspectivas energticas para o sculo 21 apontam o hidrognio como o combustvel mais promissor para uso em veculos ou em estaes para gerar eletricidade. Elemento presente na composio da gua e em quase todos os compostos orgnicos, o hidrognio faz funcionar as clulas a combustvel, um equipa-mento silencioso que transforma energia qumica em energia eltrica. A clula pode ser explicada como um sanduche de eletrodos, catalisadores e um eletrlito (veja esquema na pgina 65). Ela pode receber hidro-

gnio puro ou obtido do gs natu-ral, da gasolina, do metanol (lcool de madeira ou cereais) ou do etanol (lcool usado nos carros brasileiros) . Por enquanto, retirar hidrognio da gua ainda uma opo cara, porque o processo de eletrlise que separa os tomos de hidrognio e oxignio ne-cessita de energia eltrica.

Mais baratas e eficazes - A clula a combustvel um equipamento que no causa danos ao ambiente. Ela gera, como resduos, apenas gua ou vapor d'gua, se usado o hidrognio puro, ou baixssimas emisses de ga-ses poluentes com outros combust-veis. Com todas essas caractersticas no de estranhar que em todo o mundo exista uma corrida tecnol-gica para o aprimoramento desse gerador de eletricidade.

Centros de pesquisa de institui-es acadmicas e de empresas avan-am no desenvolvimento de mate-riais e processos que as tornem mais eficazes e baratas. H pelo menos trs anos, nos Estados Unidos, Canad, Alemanha e Japo, as primeiras clu-las comearam a ser vendidas, ainda com produo restrita e sob enco-menda. Existem, hoje, vrios protti-pos com capacidade de fornecer ele-tricidade entre 10 watts (W) e 11 megawatts (MW), para servir desde equipamentos portteis gerao de energia em pequenas cidades.

O Brasil, felizmente, no ficar de fora dessa inovao. No prximo ano, a empresa UniTech deve colocar no mercado as primeiras unidades de clula a combustvel capazes de gerar eletricidade para residncias e pequenas indstrias. O combustvel previsto o gs natural. "Com adap-taes podemos utilizar tambm o etanol", afirma o qumico Antonio Csar Ferreira, 44 anos, coordenador de projetos da empresa. A clula da UniTech vai funcionar como se fosse um fogo que capta o gs de tubula-o da rua ou de botijes. "Todo o equipamento do tamanho de um frigobar. Com ele, ser possvel, por exemplo, gerar energia eltrica den-


CAPA

O PROJETO

Fotorreatividade de Compostos de Coordenao e Converso de Energia


COORDENADORA NEYDE YUKIE MURAKAMI lHA- USP


tro de casa e at vender o excedente para o vizinho."

Ferreira trouxe para o Brasil a sua experincia de nove anos de trabalho nos Estados Unidos. Primeiro na Universidade do Texas Agricultura e Mecnica (A&M) e depois na empre-sa MER, no Arizona, ele coordenou projetos para rgos governamentais como a Nasa, a agncia espacial nor-te-americana, o exrcito e o departa-mento de energia, alm de empresas como Asahi e Mazda, sempre com o tema clula a combustvel.

"Voltei porque obtive financia-mento da FAPESP': conta Ferreira, que teve um projeto aprovado dentro do Programa de Inovao Tecnolgi-ca em Pequenas Empresas (PIPE) . "Enviei minha proposta de projeto, em 1997, ainda dos Estados Unidos", lembra. No ano seguinte, ele montou a empresa em sua cidade natal, Cajo-bi, prxima a So Jos do Rio Preto, em um imvel da famlia.

Para montar os primeiros prot-tipos de clulas a combustvel, Ferreira precisou desenvolver as placas sepa-


Neyde: nova c lula solar transparente e poder custar SOo/o menos que as atua is

radoras bipolares (catalisadores), pe-as essenciais para montagem de pro-ttipos de clulas a combustvel. nos catalisadores onde ocorre a que-bra das molculas de hidrognio (H2) . Os prtons originrios dessa reao alcanam, atravs da mem-brana, o lado nodo (negativo) da c-lula para formar a gua. Enquanto os eltrons originrios da reao de quebra do H2 circulam pela placa se-paradora gerando eletricidade.

Desde os anos 80 - No Brasil, um dos primeiros grupos de estudo sobre c-lula a combustvel surgiu no Institu-to de Qumica de So Carlos (IQSC) da Universidade de So Paulo (USP) . Sob a coordenao do professor Er-nesto Rafael Gonzalez, foi constru-do, na dcada de 80, o primeiro pro ttipo laboratorial desse tipo de equipamento no pas. "Entre 1981 e 1982, estive por dois anos no labora-trio nacional de Los Alamos, nos Estados Unidos, estudando clulas a combustvel e outras aplicaes do hidrognio': lembra Gonzalez.

Durante todos esses anos, ele destaca vrios trabalhos no aperfei-oamento de materiais e processos ligados tecnologia de clulas a combustvel e baterias, inclusive com urna patente sobre um mtodo de fa-bricao de catalisadores para clu-las, ainda no utilizado comercial-mente. Outro destaque uma curiosidade e, ao mesmo tempo, de-monstra o grau de desenvolvimento da equipe da USP. "Os eletrodos uti-lizados na primeira clula a combus-

tvel da Coria do Sul, h dez anos, foram desenvolvidos em So Carlos': revela Gonzalez, que hoje coordena um projeto temtico voltado para a eletrocatlise e as clulas a combust-vel. Foi ele tambm quem orientou, nos anos 80, as teses de mestrado e doutorado de Ferreira, da UniTech.

Outro grupo de pesquisa brasilei-ro envolvido com as clulas a com-bustvel est no Instituto de Pesqui-sas Nucleares e Energticas (Ipen). Os estudos iniciaram-se em 1997 e concentram-se na produo de ma-teriais que compem os eletrodos e os catalisadores. O grupo teve incio com a vinda, em 1998, do professor Hartmut Wendt, da Universidade de Darmstadt, Alemanha. Wendt veio ao Brasil a convite do professor Marcelo Linardi, que faz parte desse grupo, e com auxlio-visitante da FAPESP.

Atualmente, Linardi finaliza um projeto financiado pela Fundao de desenvolvimento de eletrodos e ou-tros processos ligados s clulas. Na pauta dos estudos do Ipen esto dois tipos de clulas que tambm podem ser usadas em automveis. So as c-lulas PEMFC, do ingls Clula a Combustvel com Membrana Poli-mrica de Troca de Prtons, o tipo de tecnologia tambm desenvolvido por Ferreira, da UniTech, e a SOFC, Clu-la a Combustvel com Eletrolito de Oxidos Slidos. "Nossa idia desen-volver uma linha de pesquisa que leve construo de um prottipo de alguns quilowatts", explica Linardi.

A transferncia da tecnologia de clulas a combustvel poder se con-

O PROJETO

Eletrocatlise Parte III. Cintica e Mecanismo de Processos Eletroqumicos de Converso e Armazenamento de Energia

MODALIDADE Projeto temtico

COORDENADOR ERNESTO RAFAEL GONZALEZ- USP

INVESTIMENTO R$ 31 0.340,00 e US$ 365.314,00

Fisiologia da clula a combustvel

Calor recu,oerao

O PROJETO

Materiais Avanados para Fabricao de Separadores Bipolares para Clulas a Combustvel de Polmero Condutor lnico

MODALIDADE Programa de Inovao Tecnolgica em Pequenas Empresas (PIPE)

COORDENADOR ANTONIO CSAR FERREIRA- UniTech

INVESTIMENTO R$ 1 92.024,00

Ar 1

cretizar com um possvel acordo en-tre a instituio e a empresa Electro-cell, incubada no Centro Incubador de Empresas Tecnolgicas (Cietec), no prdio do Ipen na Cidade Univer-sitria, em So Paulo. No momento, a Electrocell, alm de desenvolver tec-nologia para as clulas, busca investi-dores de capital de risco para imple-mentar uma linha de produo. Ela tem, entre seus quatro scios, dois pro-

, ~a/o1 agua /

I Conversor .::::::::::: Corrente

_ altemaa

=

prietrios de empresas tambm incu-badas no Cietec que possuem finan-ciamento dentro do PIPE. Gilberto Janlio, com a empresa DCSystem, de-senvolve baterias especiais de ltio e de titnio para su-prir equipamentos de telecomunica-es, e o tambm en-genheiro Gerhard Ett, da Anod-Arc, que elabora uma tcnica de trata-mento de superf-cie de alumnio supenor ao pro-cesso convencional.

Tema mundial "Existe, hoje, um movimento inter-nacional em favor de energias eficien-tes e limpas como as clulas a combus-tvel, e o Brasil tem a

O PROJETO

Desenvolvimento de Eletrodos e de Processos de Dopagem de Eletrodos de Clulas a Combustvel a Membrana Polimrica Trocadora de Pr tons


COORDENADOR MARCELO LINARDI - I pen


grande oportunidade de ser um lder entre os pases ibero-americanos", afirma o professor Gonzalez. Ele o representante da USP no recm-cria-do Centro Nacional de Referncia em Energia de Hidrognio (Ceneh), instalado na Unicamp e composto por vrias entidades, coordenado pelo professor Ennio Peres da Silva.

"Nossa inteno comear pela in-tegrao dos vrios grupos que pos-suem pesquisas com hidrognio e es-tabelecer um amplo banco de dados", explica Gonzalez. Um trabalho que, espera-se, traga boas notcias para o campo energtico brasileiro, como os softwares do professor Secundino, os ganhos de MW com a otimizao do uso do bagao de cana, alm do de-

senvolvimento de clulas a combustvel e novos painis so-lares. Notcias mais que bem-vindas, notcias necessrias.

Ferreira: experincia na construo de cl ula a combustvel (a baixo)

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