O Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN) foi lançado em julho de 2008 e busca desenvolver pesquisa acadêmica fundamental e aplicada sobre bioenergia, ao mesmo tempo que cria condições para que se articule a pesquisa feita nas universidades e centros de pesquisa com aquela feita nos laboratórios de empresas, visando ao avanço do conhecimento sobre a produção de etanol.
Em 2010, foram contratados sete novos projetos de auxílio à pesquisa. As áreas do conhecimento com maior número de projetos contratados foram Biologia e engenharia (3 ou 42,86% cada) e Geociências (1 ou 14,29%) (Tabela 49). Por vínculo
institucional, três dos projetos contratados foram de pesquisadores da USP (42,86%), dois (28,57%) de instituições federais no Estado de São Paulo, um da Unicamp e outro da Unesp (Tabela 51).
O desembolso com o programa mais que dobrou em 2010. Os R$ 13,32 milhões correspondem a 15,44% do desembolso com programas de pesquisa para inovação tecnológica. Biologia foi a área que mais recebeu recursos – R$ 8,03 milhões ou 60,29%. Para Agronomia e veterinária foram destinados R$ 3,4 milhões (25,62%). Os maiores repasses foram para pesquisadores da USP (R$ 5,28 milhões ou 39,64%), Unicamp (R$ 4,52 milhões ou 34%) e instituições estaduais de pesquisa (R$ 2,42 milhões ou 18,20%), entre outras (Tabelas 50 e 52 e Gráficos 24 e 25).
O BIOEN possui cinco principais linhas de pesquisa: Biomassa para bioenergia (com foco em cana-de-açúcar); Processo de fabricação de biocombustíveis; Aplicações do etanol para motores automotivos: motores de combustão interna e células a combustível; Biorrefinarias e alcoolquímica; Pesquisa sobre impactos socioeconômicos, ambientais e uso da terra.
106 RELATÓRIO DE ATIVIDADES 2010
Tabela 49 Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN)
Projetos contratados em auxílios à pesquisa por área de conhecimento - 2010
Área de Conhecimento
Projetos Contratados(1)
Auxílios à pesquisa Total
Nº em % Nº em %
Biologia 3 42,86 3 42,86
Engenharia 3 42,86 3 42,86
Geociências 1 14,29 1 14,29
Total 7 100,00 7 100,00
(1) O total de projetos contratados inclui somente contratações do ano
Tabela 50 Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN)
Recursos desembolsados em auxílios à pesquisa e bolsas no país por área de conhecimento - 2010
Área de Conhecimento
Recursos Desembolsados(1)
Auxílios à pesquisa Bolsas no país Total
R$ em % R$ em % R$ em % Agronomia e veterinária 3.344.834 25,37 67.981 50 3.412.815 25,62 Biologia 7.962.542 60,39 69.097 50,41 8.031.640 60,29 Economia e administração 103.881 0,79 0 0 103.881 0,78 Engenharia 1.068.008 8,10 0 0 1.068.008 8,02 Física 235.212 1,78 0 0 235.212 1,77 Geociências 734 0,01 0 0 734 0,01 Matemática e estatística 10.308 0,08 0 0 10.308 0,08 Química 195.527 1,48 0 0 195.527 1,47 Saúde 263.828 2,00 0 0 263.828 1,98 Total 13.184.875 100,00 137.078 100,00 13.321.954 100,00
107 PROGRAMAS DE PESQUISA PARA INOVAÇÃO TECNOLÓGICA
Gráfico 24 Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN)
Recursos desembolsados em auxílios à pesquisa e bolsas no país por área de conhecimento - 2010 Valores totais - em milhões R$
Tabela 51 Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN)
Projetos contratados em auxílios à pesquisa segundo o vínculo institucional do pesquisador - 2010
Instituição
Projetos Contratados(1)
Auxílios à pesquisa Total
Nº em % Nº em % USP 3 42,86 3 42,86 Unicamp 1 14,29 1 14,29 Unesp 1 14,29 1 14,29 Instituições Federais 2 28,57 2 28,57 Total 7 100,00 7 100,00
108 RELATÓRIO DE ATIVIDADES 2010
Tabela 52 Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN)
Recursos desembolsados em auxílios à pesquisa e bolsas no país segundo o vínculo institucional do pesquisador - 2010
Instituição
Recursos Desembolsados(1)
Auxílios à pesquisa Bolsas no país Total
R$ em % R$ em % R$ em %
USP 5.211.521 39,53 69.689 50,84 5.281.210 39,64 Unicamp 4.462.401 33,84 67.390 49,16 4.529.790 34,00 Unesp 213.775 1,62 0 0,00 213.775 1,60 Instituições Estaduais de Pesquisa 2.424.736 18,39 0 0,00 2.424.736 18,20 Instituições Federais 819.008 6,21 0 0,00 819.008 6,15 Instituições Part. de Ensino e Pesq. 53.434 0,41 0 0,00 53.434 0,40
Total 13.184.875 100,00 137.078 100,00 13.321.954 100,00
(1) O total de recursos desembolsados inclui pagamentos e devoluções, inclusive de contratações de anos anteriores
Gráfico 25 Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN)
Recursos desembolsados em auxílios à pesquisa e bolsas no país segundo o vínculo institucional do pesquisador - 2010
109 PROGRAMAS DE PESQUISA PARA INOVAÇÃO TECNOLÓGICA
Melhores queimas
Aumentar a economia no consumo de combustível e reduzir a emissão de poluentes é a meta de qualquer fabricante de motor a combustão. É também o foco de uma pesquisa em andamento no Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), em Campinas (SP), e no Departamento de Física da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), em Minas Gerais.
A pesquisa tem apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig), tendo sido aprovada na chamada lançada em julho de 2008 no âmbito do Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN) e do convênio entre as instituições.
“Para aprimorar a combustão, temos que estudar o processo de ignição dos motores”, disse Jayr de Amorim Filho, pesquisador do CTBE que lidera o trabalho em São Paulo, à Agência FAPESP. O estudo é realizado junto à Divisão de Aplicações do Etanol para Motores Automotivos do BIOEN. O grupo mineiro é liderado por Maria Cristina Lopes, professora associada da UFJF.
A pesquisa envolve experimentos com plasma, o quarto estado da matéria e que está presente no processo de ignição. A interação da faísca emitida pela vela de ignição com as moléculas de combustível gera o plasma que provoca a explosão liberadora de energia – que, por sua vez, faz o motor funcionar.
O processo de ignição envolve três fases. Na primeira, é feita a ruptura do gap (espaço vazio) entre os eletrodos da vela. Depois, ocorre a transição para um arco voltaico por meio da aplicação de uma alta corrente com baixa voltagem. Por fim, é obtida uma descarga elétrica rápida, da ordem de milissegundos – nessa última etapa se concentra 90% da energia envolvida no processo.
Para estudar o ciclo está sendo construída uma câmara hiperbárica que pode trabalhar até 14 atm (atmosferas) de pressão para simular as condições de queima. Nela, serão empregados os gases metano e hidrogênio.
“Não usaremos combustível nessa fase porque isso exigiria um sistema mais caro para absorver a energia que seria gerada”, explicou Amorim, ressaltando que a etapa será importante para o levantamento das temperaturas envolvidas no processo.
Para fazer o mapeamento térmico, o CTBE conta com um monocromador com câmera CCD. Por meio da aquisição de espectros, esse equipamento registra vários parâmetros, como temperatura eletrônica, temperatura do gás e densidade eletrônica.
O trabalho também exige um osciloscópio digital de alta performance. “Lidamos com altas correntes que ocorrem em curtíssimos espaços de tempo, por isso os osciloscópios convencionais não dão conta do trabalho”, disse Amorim.
O grupo de pesquisa também desenvolveu o seu próprio gerador de pulsos de alta tensão. Um microprocessador roda um programa em linguagem C (de computação),
110 RELATÓRIO DE ATIVIDADES 2010
que gerencia os sinais gerados de acordo com os parâmetros desejados.
Um dos objetivos com o aparato é conseguir controlar o tempo e o volume do plasma e, com isso, encontrar as melhores condições para uma queima mais eficiente do combustível.
O projeto de uma nova vela, que envolverá também um software de controle, deverá ser um dos frutos dessa primeira etapa do projeto. “Na segunda etapa, utilizaremos cilindros transparentes para poder visualizar o experimento”, apontou Amorim.
Colisão de elétrons
A 500 quilômetros do CTBE, a equipe de Juiz de Fora detalha as sessões de choque, que são as áreas de probabilidade de os elétrons colidirem com as moléculas do combustível e assim gerar o plasma.
Para isso, são estudados os processos envolvidos na ignição do plasma e as consequências na pós-descarga em um motor de combustão interna. “O objetivo é encontrar parâmetros adequados para serem aplicados em carros que funcionem com misturas mais pobres de ar-combustível”, explicou Maria Cristina.
Isso significaria um carro mais econômico e menos poluente, uma vez que mais moléculas seriam quebradas durante a combustão. “Quebrando mais moléculas emitiríamos menos partículas danosas ao meio ambiente”, disse a professora da UFJF. (...) A ideia é dividir o problema em diferentes especialidades para aumentar as chances de entendê-lo e de apresentar uma resposta eficiente. São ao todo dez pesquisadores colaboradores de seis diferentes instituições de pesquisa além de estudantes de vários níveis, da iniciação científica ao pós-doutorado.
Um convênio bilateral entre o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e a National Science Foundation (NSF), dos Estados Unidos, auxilia o intercâmbio entre estudantes brasileiros e norte-americanos.
Desde o início do projeto, cinco estudantes dos Estados Unidos e dois do Brasil fizeram o intercâmbio atuando nesse projeto. “Isso é muito importante porque precisamos formar recursos humanos qualificados em todos os níveis para essa área de conhecimento”, disse Maria Cristina. (Fabio Reynol. Agência FAPESP. 22/7/2010.) (Continuação)
111 PROGRAMAS DE PESQUISA PARA INOVAÇÃO TECNOLÓGICA