Das Montanhas de Minas ao Oceano: Os Caminhos da Ciência para um Futuro Sustentável
20 a 25 de outubro de 2025
Trabalho 20598
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Dimensões Ambientais: ODS7 |
| Setor | Departamento de Engenharia Agrícola |
| Bolsa | Outros |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | FUNARBE, Outros |
| Primeiro autor | Marco Túlio Reis Messias |
| Orientador | MARCIO AREDES MARTINS |
| Outros membros | Ana Carolina Omedio Fonseca, DILSON NOVAIS ROCHA, MAURICIO DE OLIVEIRA LEITE |
| Título | Caracterização do escoamento em tanque tipo raceway com agitação por paddle wheel para cultivo de microalga e cianobactéria |
| Resumo | As microalgas e cianobactérias se destacam como matéria-prima por sua elevada taxa de crescimento e pela capacidade de acumular proteínas, lipídios e carboidratos, sendo também altamente eficientes na captura e fixação de CO₂. Os cultivos em escala comercial são realizados em sistemas abertos, como os tanques tipo raceway que, embora apresentem menor produtividade que os fotobiorreatores fechados, possuem menor custo de implantação de operação. A agitação do cultivo em tanques abertos é um parâmetro chave para a produtividade da biomassa, pois promove a suspensão das células, melhora a distribuição de nutrientes e aumenta a taxa de incidência solar e, por consequência, a fotossíntese. Em tanques abertos do tipo raceway, um dos métodos mais utilizados para promover a circulação do meio é a roda de pás (paddle wheel), que gera velocidades de escoamento geralmente entre 0,15 e 0,4 m/s. Para prevenir a decantação das células no tanque, é recomendada uma velocidade mínima de 0,1 m/s, sendo que regiões com velocidades inferiores são denominadas zonas mortas. Este trabalho teve por objetivo projetar, construir e instalar um sistema de agitação por pás rotativas (paddle wheel) em um tanque do tipo raceway localizado na planta piloto de cultivo de microalgas e cianobactérias do Laboratório de Bicombustíveis da UFV. Após a instalação do sistema foi realizada a caracterização do perfil de velocidades do escoamento em função da rotação do motor do paddle wheel. A metodologia adotada contemplou o desenvolvimento do sistema de agitação a partir de princípios de engenharia de projeto, a utilização de um molinete fluviométrico tipo turbina para determinação do perfil de velocidades no plano transversal a direção do escoamento, para o cultivo com 20 cm de profundidade. Um tacômetro óptico digital foi utilizado para medir a velocidade de rotação do motor e posterior correlação com a velocidade média do escoamento. O escamento apresentou perfis de velocidades típicos de escoamento turbulento em canais abertos, com velocidades máximas observadas abaixo da superfície e próximas à parede externa, enquanto as menores velocidades foram registradas nas proximidades do fundo e das paredes internas, influenciadas pela subcamada camada laminar. A análise do comportamento da velocidade média em função da frequência de rotação do motor evidenciou um comportamento assintótico para frequências superiores a 40 Hz, o que indicou uma limitação operacional do sistema nesse regime. No entanto, considerando a faixa de velocidade recomendada para o cultivo, a frequência entre 10 e 32 Hz, correspondente a velocidades entre 0,15 e 0,4 m/s, respectivamente. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que o sistema desenvolvido atendeu às exigências operacionais e técnicas do processo de cultivo em tanques abertos tipo raceway. |
| Palavras-chave | Cultivo outdoor, escoamento turbulento, captura de carbono. |
| Forma de apresentação..... | Painel |
| Link para apresentação | Painel |
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