Potencial de aproveitamento energético dos resíduos alimentares gerados no restaurante universitário da UNICAMP

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Daniel, Sayuri Higo, 1995-
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1642194
Resumo: Orientador: Bruna de Souza Moraes
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spelling Potencial de aproveitamento energético dos resíduos alimentares gerados no restaurante universitário da UNICAMPPotential for energy use of food waste generated at the university restaurante of UNICAMPResiduos orgânicosDigestão anaeróbiaBiogásBioenergiaSustentabilidadeFood wasteAnaerobic digestionBiogasBioenergySustainabilityOrientador: Bruna de Souza MoraesDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Atualmente o restaurante principal da Universidade Estadual de Campinas - SP (UNICAMP) descarta anualmente, em média, 99 toneladas de restos de alimentos, os quais são direcionados para aterro sanitário como método de disposição final. Entretanto, o biogás gerado nesse local tem sido apenas incinerado em flares, desperdiçando assim um enorme potencial para produção de energia. Além disso, a distância entre a universidade e o aterro tem acarretado altos custos de transporte e a decomposição do material orgânico diversas problemáticas ambientais. Dessa forma, os reatores anaeróbios se destacam como alternativa aos aterros sanitários, pois podem ser construídos de maneira descentralizada na própria propriedade, além de serem projetados para tratar os resíduos de forma controlada e otimizar a produção de biogás, rico em metano (CH4), para autogeração de energia. Sabendo disso, a fim de constatar a viabilidade de implantação desse sistema nas instalações da Instituição, este trabalho objetivou determinar o potencial de aproveitamento energético das sobras alimentares provenientes do restaurante universitário (RU) da UNICAMP a partir de ensaios de Potencial Bioquímico de Metano (PBM). Com os resultados experimentais, foi realizado o dimensionamento do reator em escala, sendo avaliados, diferentes cenários para uso do biogás ou biometano na Universidade. O sistema de digestão anaeróbia (DA) projetado resultou em 24 m³ de volume total (3 m de altura e 3 m de diâmetro), tendo potencial para gerar, anualmente, cerca de 6600m³ CH4. Se convertidos em eletricidade, esse volume seria suficiente para suprir, em média, 7% da demanda do RU, o que corresponde a uma economia de R$6.000,00. Já se aplicado como gás de cozinha, poderia substituir 40% do Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) utilizado no restaurante, economizando R$27.000,00.O CH4 ainda poderia ser aplicado para fornecer 7% ou 15% da necessidade de óleo diesel da caldeira ou dos circulares internos do campus, respectivamente, trazendo uma economia de R$21.000,00 em combustível fóssil. O sistema também permitiria evitar o transporte dos resíduos alimentares até o aterro sanitário, trazendo um racionamento anual de R$46.000,00. Já o biodigerido gerado pelo processo seria suficiente para adubar 25% das áreas verdes da universidade. Por fim, as aplicações poderiam ser idealizadas com investimentos entre R$337.000 e R$633.000 com paybacks de 5 a 15 anosAbstract: Currently, the main restaurant at the State University of Campinas - SP (UNICAMP) annually discharges, on average, 99 tons of food wastes, which are sent to landfill as a final disposal method. However, the biogas generated in this location has only been incinerated in flares, thereby wasting enormous potential for energy production. Besides, the distance between the university and the landfill has resulted in high transportation costs and the decomposition of organic material in several environmental issues. Thus, anaerobic reactors stand out as an alternative to landfills, as they can be built in a decentralized manner on the property itself, in addition to being designed to treat waste in a controlled manner and optimize the production of biogas, rich in methane (CH4), for self-generation of energy. Knowing this, in order to verify the feasibility of implementing this system in the institution's facilities, this work aimed to determine the potential for energy use of food wastes from the university restaurant (UR) of UNICAMP from Methane Biochemical Potential (BMP) tests. With the experimental results, the reactor was scaled, being evaluated, different scenarios for the use of biogas or biomethane at the University. The projected anaerobic digestion system (AD) resulted in 24 m³ of total volume (3 m in height and 3 m in diameter), with the potential to generate, annually, about 6600m³ CH4. If converted into electricity, this volume would be sufficient to supply, on average, 7% of the demand of the UR, which corresponds to a savings of R$ 6,000.00. If applied as cooking gas, it could replace 40% of the Liquefied Petroleum Gas (LPG) used in the restaurant, saving R$ 27,000.00. The CH4 could still be applied to supply 7% or 15% of the diesel oil requirement of the boiler or the internal circulars of the campus, respectively, bringing savings of R$21,000.00 in fossil fuel. The system would also make it possible to avoid transporting food waste to the landfill, bringing an annual rationing of R$46,600.00. The biodigester generated by the process, on the other hand, would be enough to fertilize 25% of the university's green areas. Finally, the investments could be designed with investments between R$337,000 and R$633,000 with paybacks of 5 to 15 yearsMestradoPlanejamento de Sistemas EnergéticosMestra em Planejamento de Sistemas EnergéticosCNPQ130593/2019-2[s.n.]Moraes, Bruna de Souza, 1983-Seabra, Joaquim Eugênio AbelColturato, Luis Felipe Dornfeld BragaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Planejamento de Sistemas EnergéticosUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASDaniel, Sayuri Higo, 1995-20212021-06-10T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (124 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1642194DANIEL, Sayuri Higo. Potencial de aproveitamento energético dos resíduos alimentares gerados no restaurante universitário da UNICAMP. 2021. 1 recurso online (124 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1642194. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1168890Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-10-13T13:52:35Zoai::1168890Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-10-13T13:52:35Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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